動(dòng)物脂肪酸合酶(Fatty acid synthase,F(xiàn)AS)是體 內(nèi)催化合成長(zhǎng)鏈脂肪酸途徑中的關(guān)鍵酶,是能量代 謝的一個(gè)多功能復(fù)合酶。研究表明,近年來(lái)發(fā)現(xiàn) FAS 成為新的減肥和抗癌的雙重潛在靶點(diǎn)。開(kāi)發(fā)具 有高活性、低毒性的 FAS 抑制劑,對(duì)癌癥的防治具 有重大的意義 。迄今為止已報(bào)道的從天然產(chǎn)物中分 離得到的 FAS 抑制劑還很少,只有最早發(fā)現(xiàn)的天然 產(chǎn)物淺藍(lán)菌素(cerulenin)和以淺藍(lán)菌素結(jié)構(gòu)為模版用化學(xué)方法合成的 C75,以及綠茶中的酯型兒茶素 表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯(EGCG) 和表兒茶素沒(méi) 食子酸酯(ECG)。從天然中草藥中尋找抑制活性更 高的 FAS 抑制劑是有重大意義的。
合歡皮,安徽盛海堂中藥飲片有限公司;雞肝 (江南大學(xué)無(wú)錫醫(yī)學(xué)院動(dòng)物房);D101 大孔樹(shù)脂(批 號(hào):20170623),滄州寶恩吸附材料科技有限公司; 層析硅膠 200-300 目(批號(hào):2017049),國(guó)藥集團(tuán)化學(xué) 試劑有限公司;GF254 硅膠板(批號(hào):201700043), 乳山市太陽(yáng)干燥劑有限公司。 乙醇、乙酸乙酯、正丁醇、二氯甲烷均為分析 純;甲醇(色譜純,批號(hào):13030126),美國(guó) TEDIA 公司;超純水(PALL CascadaLS),美國(guó)頗爾公司; 乙二胺四乙酸二鉀鹽(EDTA-2K,批號(hào):327B032), 北京索萊寶科技有限公司;二硫蘇糖醇(DTT,批 號(hào):C10114900),上海麥克林生化科技有限公司; 乙酰輔酶 A(批號(hào):435K022),北京索萊寶科技有限 公司;還原型輔酶Ⅱ(NADPH)(批號(hào):1128J022), 北 京 索 萊 寶 科 技 有 限 公 司 ; 油 酸(OA, 批 號(hào) : 5827240),北京索萊寶科技有限公司;無(wú)游離脂肪 酸的牛血清白蛋白(BSA,批號(hào):2626940),北京索萊 寶科技有限公司;油紅 O 染色液(批號(hào):1219D051), 北 京 索 萊 寶 科 技 有 限 公 司 ; EGCG( 批 號(hào) : 7264D102),北京索來(lái)寶科技有限公司;丙二酰輔酶 A(批號(hào):TFGL6264K),美國(guó) Sigma 化學(xué)試劑有限公 司;棕櫚酸(PA,批號(hào):MKBQ7543V),美國(guó) Sigma 化 學(xué) 試 劑 有 限 公 司 ; 磷 酸 氫 二 鉀( 批 號(hào) : 20130923),國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;磷酸二氫 鉀(批號(hào):20160516),國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公 司;碳酸氫鉀(批號(hào):20151005),國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試 劑有限公司;DMEM 培養(yǎng)基(批號(hào):AD23420270), 美國(guó) Hyclone 公司;胎牛血清(批號(hào):OX0524),上 海雙洳公司;胰蛋白酶(批號(hào):2231041),北京索萊 寶科技有限公司。 細(xì)胞培養(yǎng)皿(批號(hào):430167),美國(guó) CORNING 公 司;12 孔板(批號(hào):8054899),美國(guó) Thermo 公司。
旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(RE-52A),上海亞榮生化儀 器廠;超高速多功能粉碎機(jī)(SZ-1000A-3),永康市 善竹貿(mào)易有限公司;真空干燥箱(DZF-1),上海博泰 實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;三用紫外分析儀(ZF-1),海門 市其林貝爾儀器制造有限公司;高功率數(shù)控超聲波 清洗器(KQ-800KDE),昆山市超聲儀有限公司;分 析天平(AL104),瑞士梅特勒-托利多(上海)儀器有 限公司;數(shù)顯恒溫水浴鍋(HH-2),上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè) 備有限公司;循環(huán)水真空泵(SHZ-DⅢ),鞏義市予 華儀器有限責(zé)任公司;半制備高效液相色譜儀(1525 系列),美國(guó) Waters 公司;全功能微孔板檢測(cè)儀 (Synergy H4),美國(guó) BioTek 有限公司;小型臺(tái)式離 心機(jī)(MedifugeTM),南京寶誠(chéng)生物技術(shù)有限公司; 超速冷凍離心機(jī)(80 000 rpm/CP80NX 型),上海旦鼎 國(guó)際貿(mào)易有限公司。
FAS 上清液參考該方法所得,在此基礎(chǔ) 上,通過(guò)酶標(biāo)儀測(cè)定 NADPH 的變化值來(lái)測(cè)定活性。 于含有 1 mmol·L- 1 EDTA、pH 值為 7、濃度為 0.1 mmol·L-1 的磷酸鉀緩沖液中進(jìn)行,底物濃度為乙酰 CoA 6 μmol·L-1 ,丙二酰 CoA 12 μmol·L-1 ,NADPH 37.5 μmol·L-1 ,體積為 2 mL,于 37 ℃水浴恒溫 4~ 5 min,加入 50 μL 稀釋后的高速離心上清液?jiǎn)?dòng)酶 反應(yīng),采用酶標(biāo)儀測(cè)定。每次從反映體系中吸取 200 μL 反應(yīng)體系溶液于 340 nm 波長(zhǎng)處連續(xù)監(jiān)測(cè)吸光 度變化。 動(dòng)物 FAS 的活性單位(U)規(guī)定為每分鐘氧化 14 nmol NADPH 的酶量,每毫升高速離心上清液酶活力 用下式計(jì)算:Activity(V/L) = △A340 nm ε × V × 106 14 × C。式 中:V 為測(cè)定酶活的體積數(shù) 0.000 2 L;C 為稀釋倍 數(shù);106 為 mmol 轉(zhuǎn)換為 nmol 系數(shù);△A340 nm 為 340 nm 波長(zhǎng)下的吸光度變化值;ε 為 NADPH 氧化為 NADP+ 時(shí)在 340 nm 波長(zhǎng)處的毫摩爾消光系數(shù),此處 為 6.022 L·mmol-1 。 被測(cè)樣品加入反應(yīng)體系,加入 FAS 啟動(dòng)反應(yīng), 測(cè)得酶活為 A,空白對(duì)照酶活為 A0,A/A0 為剩余活 性(R.A),R.A 越小,酶反應(yīng)抑制程度越高,表明樣 品的抑制酶活性能力越強(qiáng)。
將合歡皮藥材 2.5 kg 打 碎成粉,加入 75%乙醇,在 75 ℃下用水浴回流提取 兩次,料液比為 1∶10 g·mL-1 ,回流提取時(shí)間為 2 h。合并兩次提取液,減壓濃縮,真空干燥,得到合歡皮 總提取物 AJ-T 250 g??偺崛∥镉谜麴s水溶解,然后 分別用乙酸乙酯、水飽和正丁醇分級(jí)萃取,萃取液 減壓濃縮,分別得到乙酸乙酯相(124.7 g)、正丁醇 相 AJ-B(52.4 g)、母液水相(23.5 g)。
取 AJ-B 干粉 20 g, 用去離子水溶解,水溶液經(jīng)過(guò) D101 大孔樹(shù)脂柱洗 脫,依次用 3 倍柱體積的水、30%乙醇、50%乙醇、 70%乙醇、95%乙醇梯度洗脫,得到 4 個(gè)組分:30% 乙醇洗脫組分(AJ-B-1),50%乙醇洗脫組分(AJ-B2),70%乙醇洗脫組分(AJ-B-3),95%乙醇洗脫組分 (AJ-B-4)。4 個(gè)組分通過(guò)上述方法進(jìn)行酶活測(cè)定, 篩選出活性最高的組分。
通過(guò)薄層色譜 法,確定洗脫劑為二氯甲烷-甲醇。選取粒徑為 200~ 300 目硅膠分離,硅膠干法上樣,薄層色譜法實(shí)時(shí)檢 測(cè)并收集合并組分。用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮,共得到 6 個(gè)組分:Fr1、Fr2、Fr3、Fr4、Fr5、Fr6。6 個(gè)組分 通過(guò)酶活測(cè)定,篩選出活性最高的組分 Fr4。
Fr4 組分 采用半制備型 高效液相色譜(HPLC)對(duì) Fr4 進(jìn)行分離,使用 Waters 1525 半制備高效液相色譜儀,C18 色譜柱;流動(dòng)相: 0.1%甲酸水溶液(A)-甲醇(B);檢測(cè)波長(zhǎng):254 nm; 流動(dòng)相梯度洗脫程序:0~15 min:10%~30% B; 15~50 min:30%~38%B;50~65 min:38%~80%B; 65~66 min:80%~100% B;66~76 min:100% B; 76~80 min:100%~20%B;80~85 min:20%B。 共收集到 4 個(gè)化合物 H1、H2、H3、H4,對(duì)應(yīng) 的出峰時(shí)間為 32.35、34.4、38.9、45.72 min。酶活 測(cè)定篩選出活性最高的化合物 H2,通過(guò) LC-MS,核 磁共振波普確定化合物 H2 為無(wú)梗五加苷 B。
根據(jù) HepG2 細(xì)胞 的生長(zhǎng)狀態(tài),選擇高糖的含有 10%胎牛血清的 DMEM 培養(yǎng)基,置于 37 ℃、5%CO2濕潤(rùn)環(huán)境的培養(yǎng) 箱中培養(yǎng)細(xì)胞,細(xì)胞長(zhǎng)至 80%~90%時(shí)傳代接種,選 取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞進(jìn)行試驗(yàn)。將 HepG2 細(xì)胞吹散 均勻接種到 12 孔板,細(xì)胞密度為 4×105 個(gè)·mL-1 ,每 孔終體積 1 mL。造模前用無(wú)血清培養(yǎng)基饑餓細(xì)胞 12 h, 在 HepG2 細(xì)胞常規(guī)培養(yǎng)的同時(shí)以 2∶1 加入 OA 和 PA,總濃度為 1 nmol·L-1 。為去除血清中脂肪酸的干 擾,同時(shí)滿足細(xì)胞的生長(zhǎng),采用無(wú)游離脂肪酸的 5% BSA 培養(yǎng)細(xì)胞。置于 37 ℃、5%CO2 培養(yǎng)箱中培養(yǎng),造模 24 h 之后,分空白組、造模組、給藥組、陽(yáng)性 對(duì)照組(EGCG)。給藥處理 24 h 之后進(jìn)行油紅 O 染 色。給藥處理 24 h 之后,小心輕緩倒去培養(yǎng)液,磷 酸緩沖鹽溶液(PBS)漂洗 2 次,10%中性甲醛固定 30 min;PBS 漂洗,油紅工作液染色 20 min,60%異 丙醇脫色處理。倒置顯微鏡下觀察細(xì)胞內(nèi)脂滴染色 情況。
所有數(shù)據(jù)均以“均值±標(biāo)準(zhǔn)差” (x ± s)表示,利用統(tǒng)計(jì)軟件 SPSS17.0 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分 析,多組間比較采用單因素方差分析(ANOVA),組 間兩兩比較采用獨(dú)立樣本 t 檢驗(yàn)。P<0.05 為差異有 統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
大孔樹(shù)脂不同洗脫組分對(duì) FAS 活性的抑制 通 過(guò)大孔樹(shù)脂洗脫,并且對(duì)不同的洗脫組分進(jìn)行抑酶 活性比較,每組實(shí)驗(yàn)重復(fù) 3 次。結(jié)果如圖 1 所示。 在同一濃度的不同洗脫部位組分對(duì)脂肪酸合酶的抑 制作用結(jié)果顯示:相比較于其他組分,30%洗脫組分 (AJ-B-1)對(duì)脂肪酸合酶的抑制作用最強(qiáng)。
關(guān)于天然產(chǎn)物中抑制脂肪酸合酶活性成分的報(bào)道 有很多,但是大多是研究到其活性組分,從天然產(chǎn) 物中分離純化得到的抑制脂肪酸合酶活性的化合物 還非常少。本實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)期從事合歡皮 AJ-B 活性的藥 理研究,前期實(shí)驗(yàn)室的李曰研究表明:在動(dòng)物實(shí)驗(yàn) 上,合歡皮 AJ-B 對(duì)脂肪酸合酶的蛋白表達(dá)水平上有 抑制作用。因此,為了比較全面地研究合歡皮中抑 制 FAS 的活性組分,我們選用合歡皮 AJ-B 作為起始 點(diǎn)。本研究以抑制 FAS 活性為導(dǎo)向篩選合歡皮正丁 醇相中的活性化合物,通過(guò)大孔吸附樹(shù)脂在不同的 乙醇濃度下洗脫,富集到抑制 FAS 活性較高的 30% 乙醇洗脫段,30%乙醇洗脫段在硅膠柱層析分離下得 到抗 FAS 活性較高的的組分 Fr4。使用半制備液相色 譜分離 Fr4,進(jìn)一步得到抗 FAS 活性較強(qiáng)的化合物 H2。結(jié)合質(zhì)譜和核磁共振技術(shù)鑒定該化合物為無(wú)梗 五加苷 B。在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)無(wú)梗五加苷 B 對(duì)腫瘤 細(xì)胞脂滴的生成具有抑制作用,我們推測(cè)其可能是 通過(guò)抑制 FAS 的活性從而抑制脂滴的生成,但其具體確切的作用機(jī)制還有待研究。因此,我們將繼續(xù) 深入研究其降脂的作用機(jī)制,期待在更深層次的藥 理機(jī)制上有所貢獻(xiàn)。