掌叶蝎子草药理活性及作用机制研究

摘要

掌叶蝎子草(Girardiniadiversifolia(Link)Friis)，为荨麻科(Urtica)蝎子草属(Girardinia)，多年生草本植物，又名:大蝎子草，红活麻，主要分布于我国的甘肃、陕西、湖北、湖南、河南、贵州、四川、重庆和云南等地区。掌叶蝎子草在我国民间为常用植物药，在汉族、苗族、维吾尔族、彝族等多个民族中广泛使用，药用历史悠久，许多文献有关于掌叶蝎子草民间应用的记载。近年来，研究发现与蝎子草属植物同属荨麻科的荨麻属植物具有降血糖、抗氧化活性、抗风湿性关节炎、镇痛、降血压的作用。研究发现蝎子草属的蝎子草(G.suborbiculataC.J.Chen)具有抗炎、镇痛活性，并从该种植物中分离到抗菌化合物;目前，对掌叶蝎子草的抗炎、镇痛活性进行了研究，但目前未见关于掌叶蝎子草毒性、降血糖、治疗银屑病、抗菌机制等的研究报道。
　　 基于以上调研，我们对掌叶蝎子草毒性、抗炎、抑菌及其活性成分的作用等进行研究，主要研究内容如下:
　　 (1)掌叶蝎子草毒性研究
　　 掌叶蝎子草醇提浸膏对小鼠的LD50值为10.52g/kg，LD50的95％可信限为8.55-12.93g/kg;掌叶蝎子草水提浸膏对小鼠的MTD为40g/kg，掌叶蝎子草醇提浸膏毒性较大，而水提浸膏属于无毒。
　　 小鼠经口慢性毒性研究表明:给药90d后，掌叶蝎子草醇提浸膏对小鼠心脏、肝脏、脾脏、肺、肾脏和睾丸有一定毒性，且毒性随掌叶蝎子草醇提浸膏剂量增加增大，其引起小鼠脏器组织的病理变化也越明显;而空白对照组小鼠各脏器组织显示的显微结构均正常，未出现明显病理变化。掌叶蝎子草醇提浸膏对小鼠体重影响较小，对各脏器系数无明显影响;对小鼠血液学部分指标有影响，但对血液生化指标有较大影响，可能对肝脏代谢有一定的影响。
　　 (2)掌叶蝎子草多糖降血糖活性及作用机制研究
　　 掌叶蝎子草多糖提取、去杂、纯化的主要方法:选取液料比20:1，80℃左右热水浸提3次，每次1h，合并提取液，浓缩至m/v(m原料∶v浓缩液)的比值为1:1，加入95％的无水乙醇至醇浓度约为80％进行4℃过夜醇沉，沉淀依次用石油醚、丙酮、无水乙醇洗涤至洗脱液无色后，真空干燥得掌叶蝎子草粗多糖。将掌叶蝎子草粗多糖复溶于水，优选10％三氯乙酸脱蛋白，1.5％活性炭脱色除杂，经脱蛋白脱色处理后的多糖溶液经过透析48h除去小分子杂质，然后冷冻干燥即得掌叶蝎子草精制多糖。
　　 测定掌叶蝎子草粗多糖的还原力、清除·OH和O2-·的活性等三个方面研究其抗氧化能力。结果显示，掌叶蝎子草粗多糖具有一定的还原能力，且随浓度的增大还原能力也逐渐增强，但相同起始浓度下其还原能力不及维生素C(Vc)。掌叶蝎子草粗多糖对·OH和O2-·也有一定的清除能力，对·OH的清除效果强于对O2-·的清除效果，其清除·OH的IC50值大于2mg/mL，清除O2-·的IC50值大于5mg/mL，但掌叶蝎子草粗多糖清除自由基的能力均不及Vc，因Vc的IC50值均小于1mg/mL。
　　 用四氧嘧啶致高血糖小鼠模型，造模成功的高血糖小鼠完全符合糖尿病“三高一低”症状，摄食量、饮水量明显升高，血糖值明显升高，血清SOD水平明显下降，血清MDA含量明显升高，胸腺指数和脾脏指数也明显下降。给予低、高剂量掌叶蝎子草多糖治疗2W后，掌叶蝎子草多糖高剂量组（400mg/kg）小鼠血糖值明显下降，血清SOD水平也明显上升，还一定程度降低了血清MDA水平，提高了小鼠胸腺指数和脾脏指数，但治疗效果仍不及阳性对照药物盐酸二甲双胍片显著。掌叶蝎子草多糖低剂量组(200mg/kg)也能在一定程度上降低糖尿病小鼠的血糖值和血清MDA水平，提高血清SOD水平、胸腺指数和脾脏指数，但效果都不明显。
　　 (3)掌叶蝎子草对银屑病的作用研究
　　 掌叶蝎子草水提浸膏和醇提浸膏能促进小鼠尾部上皮细胞颗粒层的形成，从小鼠阴道上皮细胞有丝分裂的影响研究结果也进一步证实掌叶蝎子草水提浸膏和醇提浸膏能部分抑制上皮细胞的有丝分裂，而阳性药物甲氨喋吟能明显促进小鼠尾部上皮细胞颗粒层的形成和抑制小鼠阴道上皮细胞有丝分裂，说明掌叶蝎子草水提浸膏和醇提浸膏均对银屑病有一定的治疗作用，但治疗效果明显弱于药性药物甲氨喋吟。
　　 (4)掌叶蝎子草对感染化脓伤口治疗效果研究
　　 将金黄色葡萄球菌用涂擦的方法感染到小鼠伤口上，能使小鼠伤口感染化脓，用制备的掌叶蝎子草软膏涂沫小鼠感染金黄色葡萄球菌的伤口，明显抑制伤口的化脓，涂抹治疗5天时，伤口已经完全结痂、愈合，表明掌叶蝎子草醇提浸膏软膏对已感染化脓的伤口有明显的治疗效果。
　　 (5)掌叶蝎子草抑菌化合物的分离纯化
　　 经过系统的化学鉴别分析，判断掌叶蝎子草中主要化学成分为糖、多糖、苷类、酚性成分、鞣质、有机酸、黄酮类、生物碱类、甾体或三萜类，不含挥发油、油脂、强心苷等。
　　 以对金黄色葡萄球菌的抑菌作用为依据，通过醇提、不同溶剂萃取、柱层析、高效液相色谱分离等方法分离纯化抗菌活性物质，通过波谱学方法(1H-NMR、13C-NMR、MS)对化合物进行结构鉴定。得到4个对金黄色葡萄球具有抑制作用的单体化合物，分别是:邻苯二甲酸二异丁酯，6-羟基-7-甲氧基香豆素、香草酸（3-甲氧基-4-羟基苯甲酸）和(2Z，3Z)-4-氨基丙烯酸-5-呋喃核糖苷。其中，化合物(2Z，3Z)-4-氨基丙烯酸-5-呋喃核糖苷目前未见相关文献报道。
　　 (6)掌叶蝎子草中香草酸药理活性及作用机制研究
　　 与空白对照组比较，香草酸对小鼠耳肿胀作用无抑制作用，只有高剂量香草酸能降低小鼠足肿胀度和抑制MDA的释放，香草酸其余各剂量即不能明显降低小鼠耳胀度和足肿胀度，也不能升高小鼠血清SOD活性和抑制血清MDA的释放，降低炎足中NO含量;而阳性对照药物阿司匹林对小鼠的耳肿胀度和足肿胀度有显著抑制作用，明显升高血清SOD含量，降低血清MDA水平和炎足中NO含量。因此，结果表明香草酸对致炎引起的小鼠炎症无明显的抗炎活性。
　　 测定香草酸抗菌谱，结果表明:香草酸对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、沙门氏菌、绿脓杆菌和短杆菌等均具有抑制作用，其最低抑菌浓度为6mg/mL。
　　 香草酸对金黄色葡萄球菌生长曲线的影响结果表明:香草酸能够抑制金黄色葡萄球菌的生长分裂，但不能杀灭金黄色葡萄球菌。
　　 香草酸对金黄色葡萄球菌质粒DNA和基因组DNA结合结果表明，香草酸与金黄色葡萄球菌的质粒DNA没有结合;香草酸可能与金黄色葡萄球菌的基因组DNA有结合，影响细菌DNA的复制，从而抑制金黄色葡萄球菌的生长繁殖。
　　 香草酸能抑制金黄色葡萄球菌生物被膜的形成，并能部分破坏已形成的生物被膜，影响金黄色葡萄球菌的粘附定植，抑制生物被膜形成活性与香草酸浓度成正比，增强对金黄色葡萄球菌的抗菌能力。

目录

声明

摘要

第1章 文献综述

1．1 概述

1．2 荨麻科荨麻属植物的药理学基础研究

1．2．1 荨麻属植物的降糖降血脂作用研究

1．2．2 抗风湿性关节炎及镇痛作用

1．2．3 抗菌活性研究

1．3 荨麻科蝎子草属植物名称的考证

1．4 蝎子草属植物分类及生物学特性

1．5 蝎子草属植物的分布

1．6 蝎子草属植物民间开发应用

1．7 蝎子草属植物的药理学基础研究

1．7．1 抗炎镇痛镇静活性研究

1．7．2 免疫调节作用研究

1．8 蝎子草属植物的化学成分研究

第2章 引言

2．1 研究背景

2．2 研究目的意义

2．3 研究内容

2．4 技术路线

第3章 掌叶蝎子草毒性研究

3．1 材料与仪器

3．2 实验方法

3．3 结果与分析

3．4 结论与讨论

第4章 掌叶蝎子草抗炎活性研究

4．1 掌叶蝎子草降血糖分析

4．1．1 材料与仪器

4．1．2 实验方法

4．1．3 结果与分析

4．1．4 结论与讨论

4．2 掌叶蝎子草对银屑病动物模型作用

4．2．1 材料与仪器

4．2．2 实验方法

4．2．3 结果与分析

4．2．4 结论与讨论

第5章 掌叶蝎子草抑菌活性研究

5．1 掌叶蝎子草对小鼠实验创伤性化脓感染治疗分析

5．1．1 材料与仪器

5．1．2 实验方法

5．1．3 实验结果

5．1．4 结论与讨论

5．2 掌叶蝎子草化学成分定性鉴别分析

5．2．1 材料与仪器

5．2．2 实验方法

5．2．3 结果与分析

5．2．4 结论与讨论

5．3 掌叶蝎子草抗菌活性成分的分离纯化及结构鉴定

5．3．1 材料与仪器

5．3．2 实验方法

5．3．3 结果与分析

5．3．4 结论与讨论

第6章 掌叶蝎子草中香草酸的药理活性及作用机制研究

6．1 香草酸降血压活性分析

6．1．1 材料与仪器

6．1．2 实验方法

6．1．3 实验结果

6．1．4 结论与小结

6．2 香草酸抗炎活性分析

6．2．1 材料与仪器

6．2．2 实验方法

6．2．3 结果分析

6．2．4 结论与讨论

6．3 香草酸抑菌及作用机制研究

6．3．1 材料与仪器

6．3．2 实验方法

6．3．3 实验结果

6．3．4 结论与讨论

第7章 综合与结论

7．1 结论

7．2 创新点

7．3 展望

附录

附录Ⅰ：化合物Ⅰ谱图

附录Ⅱ：化合物Ⅱ谱图

附录Ⅲ：化合物Ⅲ谱图

附录Ⅳ：化合物Ⅳ谱图

参考文献

在读期间参研课题及发表的文章

致谢