Inhibitory Effect of Grape Seed Procyanidins on Tumor Promotion
Zhao Wanzhou, Lu Yin, Yan Xinqi, Ruan Junshan and Zhang Sh iwei
(College of Traditional Chinese Materia Medica, Nanjing University of TCM (Nanjing 210029)
Sun Zhigu ang
(Department of Internal Medicine of Digestion, Jiangsu Hospital of TCM)
AbstractTo study the effect of procyanidins obtained from the seed of Vitis vinifera L. in preventing tumor initiation an d p romotion induced by dimethyl benz [α] anthracene (DMBA) and croton oil. Two sta ge mouse skin papilloma was initiated by DMBA and promoted by croton oil, and pr ocyanidin (PV2000) was used to assess its inhibitory effect on the initiation an d promotion of the tumor. It was found that PV2000 could obviously decrease the incidence of papilloma during the croton oil promotion stage, but without effect on the DMBA initiation stage. It was found for the first time that nitric oxi d e (NO) is possitively related to the promotion of mice papilloma, and procyanidi ns were found to be able to decrease the level of NO in the infected skin during croton oil promotion stage, as shown by its inhibitory effect on mice ear edema induced by croton oil. Acute toxicity tests on procyanidins showed that its LD 50, ig mice was 3 535 mg/kg and ip mice 144.7 mg/kg. Procyanidins from g rape seed proved to be safe and worth for further development.
Key words procyanidinsVitis vinfera L. papillomainhibitory effect on tumor promotion
原花青素(procyanidins)是植物王国中广泛存在的一大类多酚化合物的总和,是 由不同数量的儿茶素或表儿茶素缩合而成。最简单的原花青素是儿茶素或表儿茶素形成的二 聚体。按聚合度的大小,通常将二~四聚体称为低聚物(Procyanidlic oligomers),将五聚 体以上的称为高聚体(Procyanidolic polymers)。50年代以来,人们从葡萄果实、叶和其它 部位分离、鉴定的成分达100多种。在众多成分之中,人们最感兴趣的是原花青素[2] 。到目前为止,已从葡萄籽和皮中分离、鉴定了16种原花青素,其中有8个二聚体、4个三 聚体、其它为四聚体、五聚体和六聚体。葡萄(籽和皮)作为原花青素的重要资源,日益受到 人们的关注。
小鼠皮肤乳头状瘤是目前应用最广泛的研究癌化学预防药的长期动物化学致癌实验模型。这 不仅是因为对其癌变机制有较多的认识,更重要的是诱癌操作的方便性和观察指标的肉眼可 见性。小鼠耳廓肿胀实验最早由Hecker[1]用于研究巴豆油的促癌作用,由于TPA等 促癌物引起的早期反应为炎症和增生反应,故小鼠耳部肿胀抑制实验已成为目前筛选抗癌物 的常用方法[2]。我们以二甲基苯蒽(DMBA)作为小鼠皮肤乳头状瘤形成的启动剂, 以巴豆油作为促癌剂,诱发小鼠皮肤乳头状瘤模型,观察了原花青素对小鼠皮肤乳头状瘤形 成的抑制作用,研究了NO在皮肤乳头瘤形成过程中的作用,并观察了原花青素对促癌物巴豆 油刺激的小鼠耳廓肿胀的影响,对其毒性进行了初步研究。
1材料
1.1动物:昆明种小鼠,18~22 g,雌雄兼用,由南京中医药大学实验动物中心提供。
1.2药品及试剂:原花青素,纯度>95%,棕褐色粉末,溶于DMSO,平均分子量为2 000; DMBA(7,12-dimethyl-benz[α]anthracen),Fluka公司,批号260355387;巴豆,武进 市 医药公司中药饮片厂,批号960301;巴豆油的制备:巴豆去壳后,称取100 g,研钵碾碎, 用500 mL乙醚索氏提取器回流8 h,回收乙醚,得巴豆油。脱毛剂配制:3份硫化钠,1份洗 衣粉和7份淀粉加水调成糊状即可。含药饲料由江苏省实验动物中心加工制备。原花青素低 剂量组每公斤饲料原花青素500 mg,高剂量组每公斤饲料中含原花青素1 500 mg。
2实验方法
2.1DMBA和巴豆油诱发小鼠二阶段乳头状瘤模型[3]:昆明种小鼠,于试验开 始前1周用脱毛剂脱去小鼠背部毛发(约2 cm×2 cm)。
造模组:于试验开始的第1,7和14天,于脱毛皮肤处涂以DMBA 150 μg/100 μL丙酮液,从 第3周开始,每周2,5分别每次涂以0.25%巴豆油丙酮液200 μL,共12周,每天喂以正常饲 料。
抗启动组:DMBA和巴豆油的应用方法同造模组,只是在用DMBA启动过程中,给小鼠喂以含药 饲料,当用巴豆油促癌时则停止饲喂含药饲料,仅给予正常饲料。
抗促癌组:DMBA和巴豆油的应用方法同造模组,只是在用DMBA启动过程中,给小鼠喂以正常 饲料,当用巴豆油促癌时则饲喂含药饲料。
于每周六记录乳头状瘤数目和生瘤小鼠数目,计算小鼠生瘤百分率及每鼠平均生瘤数,第12 周时将给药组生瘤小鼠数与模型组进行χ2检验。12周后剪取小鼠背部皮肤,将同组小鼠 皮 肤收集在一起,制成10%组织匀浆,3 000 r/min离心15 min,取上清液放置在玻璃管中,于 65℃水浴3 min后,采用硝酸还原酶法测定组织匀浆中NO浓度。NO浓度测定试剂盒由南京建 成生物工程有限公司提供。
2.2小鼠耳廓肿胀模型:参考Gschwendt 等[2]的方法。选体重20~25 g雄性小鼠 5只,随机分为5组,每组10只。分别给原花青素100,200,400 mg/kg,维甲酸100 mg/ kg ,模型组小鼠给予等量生理盐水,均按体重0.2 mL/10 g ig给药。给药1 h后,于每只小鼠 右耳两面涂巴豆油混合致炎剂(内含5%巴豆油、20%无水乙醇、5%蒸馏水和70%乙醚)0.1 mL , 左耳不涂为正常耳。4 h后将小鼠脱颈处死,每鼠剪下左右两耳,用9 mm直径打孔器分别在 同一部位打下圆耳片,分析天平称重。按下式计算各组小鼠耳廓肿胀率及肿胀抑制率。
肿胀率(%)=(致炎耳重-未致炎耳重)/(未致炎耳重)×100%
(肿胀抑)/(制率(%))=(对照组平均肿胀率-给药组 平均肿胀率)/(对照组平均肿胀率)×100%
2.3原花青素小鼠急性毒性试验
2.3.1小鼠ig给药的急性毒性试验:取体重20~22 g的小鼠60只,雌雄各半,随机分成6 组。通过 预试找出合适的最大剂量为6 600 mg/kg,然后用生理盐水(按组间比1∶0.8)依次稀释5个 浓 度,分别给6组小鼠一次性ig给药,给药容量为0.2 mL/10 g,然后连续观察7 d,记录逐日 的小鼠毒性反应及死亡数。
2.3.2小鼠ip给药的急性毒性试验:取体重20~22 g的小鼠60只,雌雄各半,随机分成6 组。通过预试找出合适的最大剂量为306.25 mg/kg,然后用生理盐水(按组间比1∶0.7)依 次稀 释5个浓度,分别给6组小鼠一次性ip,给药容量为0.2 mL/10 g,然后连续观察7 d,记录 逐日的小鼠毒性反应及死亡数。
3结果
3.1原花青素对小鼠皮肤乳头状瘤形成的抑制作用:模型组小鼠从实验第3周起,开始生 成乳头状瘤,以后每鼠荷瘤数和小鼠肿瘤诱发率逐渐增加。第12周时模型组平均荷瘤数为每 鼠0.96个,肿瘤诱发率为54%。在用DMBA启动乳头状瘤生成的阶段,给小鼠正常饲喂原花青 素有降低肿瘤诱发率(低剂量组50%,高剂量组28%)、减少小鼠平均荷瘤数的趋势(低剂量组0 . 84,高剂量组0.44),但与模型组比较,生瘤小鼠数未见显著性差异。在巴豆油促癌阶段, 给小鼠饲喂原花青素,则可显著性降低肿瘤诱发率(低剂量组22%,高剂量组18%),减少小鼠 平均荷瘤数(低剂量组0.44,高剂量组0.26),与模型组比较,生瘤小鼠数显著性减少(图1 ~4)。以上结果表明,原花青素的抑瘤作用可能主要是通过影响促癌过程,有较强的抗促癌 作用,而对肿瘤的启动阶段作用则较弱。
A-模型组;B-原花青素100 mg/kg;C-原花青素300 mg/kg
图1原花青素对小鼠皮肤二阶段乳头状瘤形成
启动阶段的影响(n=50)
A-模型组;B-原花青素100 mg/kg;C-原花青素300 mg/kg
图2原花青素对小鼠皮肤二阶段乳头状瘤形成
启动阶段的影响(n=50)
A-模型组;B-原花青素100 mg/kg;C-原花青素300 mg/kg
