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编号:10220330
硫酸酯化及羧甲基化虎奶多糖的抗病毒作用
http://www.100md.com 《中国地方病学杂志》 2000年第4期
     作者:邓成华 杨祥良 王雁 顾小曼 周井炎 徐辉碧 龚镇奎 骆林

    单位:邓成华 杨祥良 王雁 顾小曼 周井炎 徐辉碧(华中理工大学 药物研究所,湖北 武汉 430074);龚镇奎 骆林(湖北省医学科学院 病毒研究所,湖北 武汉 430070)

    关键词:多糖;抗病毒作用;细胞病变;乙肝病毒表面抗原

    中国地方病学杂志000405 [摘要] 目的 研究硫酸酯化及羧甲基化虎奶多糖的抗病毒作用效果及作用机理,探讨虎奶多糖应用于因柯萨奇病毒(CVB3)导致克山病疾病预防的可能性。方法 采用病变抑制法,在培养的Hela细胞上测定硫酸酯化和羧甲基化虎奶多糖对HSV-2和CVB3 2种病毒的抑制作用;用ELISA法测定这些多糖对HBsAg的破坏作用。结果 2种不同取代度的羧甲基化虎奶多糖及3种不同取代度的硫酸酯化虎奶多糖在浓度分别为0.5、0.25、0.125 mg/ml时均能明显抑制有囊膜病毒HSV-2引起的细胞病变,取代度对其抗病毒活性无明显影响;但对无囊膜病毒CVB3无明显的抑制作用,对HBsAg无破坏作用。结论 虎奶多糖衍生物具有很好的抗HSV-2 病毒活性,其作用机理可能在于破坏病毒体的囊膜。
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    [中图分类号]R511.5;R752.2 [文献标识码]A

    [文章编号]1000-4955(2000)04-251-03

    Study on the antiviral activities of carboxymethylated and sulfonated Hunai polysaccharide

    DENG Cheng-hua, YANG Xiang-liang, WANG Yan, et al

    (Institute of Meteria Medica, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China)

    Abstract: Objective To study the antivirus activity and the mechanism of carboxymethylated and sulfonated Hunai polysaccharide.Methods The inhibitory activities of the carboxymethylated and sulfonated Hunai polysaccharides against CVB3,HSV-2 and HBsAg were evaluated in cell culture systems or with ELISA,respectively.Results The carboxymethylated and sulfonated Hunai polysaccharides (both with different degrees of substitution,DS) could inhibit HSV-2 virus in cell culture in the concentrations of 0.5,0.25 and 0.125 mg/ml.There was little difference in their inhibitory effect among the polysaccharides with different DS;but all of them exhibited no inhibition against CVB3 or HBsAg.Conclusions All the polysaccharides exhibited strong inhibitory activity against HSV-2 in cell culture,but they have no inhibitory effect against CVB3 in cell culture or HBsAg by ELISA.The results suggest that polysaccharides may inhibit the growth of virus by destroying their envelopes.
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    Key words:Polysaccharide; Anti-virus effect; HBsAg

    虎奶菌,学名菌核侧耳或地核侧耳[pleurotus tuber-regium (Fr.) Sing.],为担子菌纲口蘑科侧耳属真菌。在我国云南,缅甸及其它一些东南亚地区民间,虎奶被作为一味止咳平喘中药,并作为补品食用。对其化学成分及生物活性的研究国内外均无报道。我们从该菌核中分离出1种分子量为43×104的碱溶性多糖(HNP),并鉴定其结构为:以(1→3)-β-D-葡聚糖为主链,平均每3个主链糖残基上在O-6位带有1个分支葡萄糖残基。对HNP进行羧甲基化和硫酸酯化修饰得到了2种不同取代度的羧甲基化虎奶多糖(CM1-HNP、CM2-HNP)和3种不同取代度的硫酸酯化虎奶多糖(S1-HNP、S2-HNP、S3-HNP),并研究了它们的抗氧化活性(结果另文报道)。本实验进一步研究它们对柯萨奇病毒B3(CVB3)及单纯疱疹病毒2型(HSV-2)引起的细胞病变有无抑制作用,对乙肝病毒表面抗原(HBsAg)有无破坏作用。
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    1 材料与方法

    1.1 材料

    1.1.1 药物 CM1-HNP、CM2-HNP、S1-HNP、S2-HNP、S3-HNP分别以2次水配制成10 mg/ml原液,过滤除菌备用。

    1.1.2 病毒 柯萨奇病毒B3(CVB3),单纯疱疹病毒2型(HSV-2),HBsAg酶联免疫(ELISA)试剂盒和HBsAg均由湖北省医科院病毒所提供。

    1.2 方法

    1.2.1 细胞培养 Hela细胞用含10%小牛血清的Eagle's培养液传代,2 d后形成细胞单层用于实验。
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    1.2.2 药物对细胞的毒性实验 将CM1-HNP、CM2-HNP、S1-HNP、S2-HNP、S3-HNP各药物原液用维持液(含2%小牛血清的Eagle's培养液)配制成2.0、1.0、0.5、0.25 mg/ml 4种浓度的稀释液,分别加入已长成单层的细胞瓶中(每个浓度4个平行瓶),37℃继续培养观察120 h。

    1.2.3 药物对病毒抑制作用的定性测定[1] 将各种药液(2 mg/ml)分别和CVB3及HSV-2病毒悬液(2000 TCID50)等量混合,于37℃作用1 h后接种到已长成单层的细胞瓶中(每组4个平行瓶,下同),同时作正常细胞、病毒对照及药物对照,37℃恒温箱中培养观察96 h。

    1.2.4 给药方式及药物浓度对其抗病毒作用的影响
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    1.2.4.1 将浓度分别为1.0、0.5、0.25 mg/ml的多糖药液分别与200 TCID50的CVB3或HSV-2病毒悬液等量混合,于37℃中和1 h后接种至已长成单层的细胞瓶,同时作病毒、各浓度药物及正常细胞对照,于37℃培养观察96 h。

    1.2.4.2 以1.0、0.5、0.25、0.125 mg/ml 4种浓度的各种多糖溶液于37℃培养细胞24 h。吸出药液,用Hank's液洗 3 遍后加入100 TCID50 的CVB3 或HSV-2病毒液,继续培养观察96 h。

    1.2.4.3 先将100 TCID50的CVB3或HSV-2病毒悬液加入各细胞瓶,置37℃吸附1 h,倒掉含病毒的维持液,并用无菌Hank's液洗3次,加含药维持液(各多糖药物浓度为0.5、0.25、0.125 mg/ml),继续培养观察96 h。
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    1.2.5 对乙肝病毒表面抗原(HBsAg)中和作用 以酶联免疫法(ELISA)测定[2],每种多糖配制成1.0、0.5、0.25 mg/ml 3种浓度的溶液(每个浓度3孔),与效价为2000 U/ml的HBsAg溶液混合,37℃作用1 h,再作HBsAg ELISA检测。同时设阳性对照(中和前HBsAg溶液)、阴性对照(PBS)及空白对照。结果以OD450表示。

    2 结果

    2.1 各多糖液对组织培养细胞的毒性测定 实验结果表明,加入2.0、1.0、0.5、0.25 mg/ml 4种浓度各种多糖液的细胞在观察120 h后均生长良好,表明这些多糖在浓度高达2 mg/ml时对Hela细胞均无毒性作用。

    2.2 初筛结果 在终浓度为1 mg/ml时,5种多糖对HSV-2病毒均表现出较好的抑制作用,而对CVB3则无明显抑制作用,结果见表1。
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    表1 虎奶多糖衍生物对CVB3和HSV-2的影响 病毒名称

    实验组(多糖1mg/ml)

    病毒(对照组)(100 TCID50)

    对照组(多糖1mg/ml)

    正常细胞

    (对照组)

    S1

    S2

    S3

    CM1
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    CM2

    S1

    S2

    S3

    CM1

    CM2

    CVB3

    HSV-2

    4/4+

    1/4+

    4/4+
, 百拇医药
    1/4+

    4/4+

    -

    3/4+

    -

    4/4+

    -

    4/4+

    4/4+

    -

    -

    -

    -

    -
, 百拇医药
    -

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    注:-表示CPE(-);+表示CPE(+);2/4+表示4瓶细胞中有2瓶出现CPE(+),其余类推

    2.3 分组实验结果 ①组实验为药物和病毒先混合中和1 h,目的是观察药物对病毒有无直接灭活作用;②组实验目的是观察药物能否进入细胞或吸附于细胞表面以阻止病毒的吸附与进入;③组实验则是试图观察药物能否对已进入细胞内的病毒起作用,抑制其生物合成及成熟释放,或阻止病毒在细胞间扩散。结果表明,所用药物在这3组实验中均表现出良好的对HSV-2病毒的抑制作用。且在浓度低至0.125 mg/ml时仍有效。不同衍生物相比,羧甲基化虎奶多糖比硫酸酯化虎奶多糖效果更好,同种衍生物的不同取代度样品之间则无明显差异。但在所选的3种评价体系中不同浓度的各种多糖对CVB3引起的细胞病变均无明显的抑制作用(表2,表3)。
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    2.4 对HBsAg的中和作用 如表4所示,不同浓度的羧甲基化和硫酸酯化虎奶多糖与HBsAg作用后,其平均OD450值反较阳性对照组高,表明这些多糖对HBsAg无中和作用。表2 3种评价体系中不同浓度的各多糖液对CVB3的影响 实验法

    实验组*

    S1-HNP(mg/ml)

    S2-HNP(mg/ml)

    S3-HNP(mg/ml)

    CM1-HNP(mg/ml)

    CM2-HNP(mg/ml)
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    CVB3

    (100TCID50)

    正常

    细胞

    0.50

    0.25

    0.125

    0.50

    0.25

    0.125

    0.50

    0.25
, 百拇医药
    0.125

    0.50

    0.25

    0.125

    0.50

    0.25

    0.125

    ①

    T

    C

    4/4+

    -

    4/4+
, 百拇医药
    -

    4/4+

    -

    4/4+

    -

    4/4+

    -

    4/4+

    -

    4/4+

    -

    4/4+

    -

    4/4+
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    -

    3/4+

    -

    4/4+

    -

    4/4+

    -

    4/4+

    -

    4/4+

    -

    4/4+

    -

    4/4+
, 百拇医药
    -

    ②

    T

    C

    4/4+

    -

    4/4+

    -

    4/4+

    -

    4/4+

    -

    4/4+

    -
, 百拇医药
    4/4+

    -

    4/4+

    -

    4/4+

    -

    4/4+

    -

    4/4+

    -

    4/4+

    -

    4/4+

, 百拇医药     -

    4/4+

    -

    4/4+

    -

    4/4+

    -

    4/4+

    -

    ③

    T

    C

    3/4+

    -
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    3/4+

    -

    4/4+

    -

    3/4+

    -

    4/4+

    -

    4/4+

    -

    4/4+

    -

    4/4+

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    4/4+

    -

    4/4+

    -

    4/4+

    -

    4/4+

    -

    4/4+

    -

    4/4+

    -

    4/4+
, 百拇医药
    -

    4/4+

    -

    注:T指给药组,C指对照组,表中数据和符号的意义同表1表3 3种评价体系中不同浓度的各多糖液对HSV-2的影响 实验法

    实验组*

    S1-HNP(mg/ml)

    S2-HNP(mg/ml)

    S3-HNP(mg/ml)

    CM1-HNP(mg/ml)

, 百拇医药     CM2-HNP(mg/ml)

    HSV-2

    (100TCID50)

    正常

    细胞

    0.50

    0.25

    0.125

    0.50

    0.25

    0.125

    0.50
, 百拇医药
    0.25

    0.125

    0.50

    0.25

    0.125

    0.50

    0.25

    0.125

    ①

    T

    C

    -

    -
, 百拇医药
    1/4+

    -

    1/4+

    -

    -

    -

    -

    -

    1/4+

    -

    -

    -

    -

    -
, 百拇医药
    -

    -

    -

    -

    -

    -

    1/4+

    -

    -

    -

    -

    -

    1/4+

    -
, 百拇医药
    4/4+

    -

    -

    ②

    T

    C

    -

    -

    1/4+

    -

    1/4+

    -

    -

    -
, 百拇医药
    1/4+

    -

    2/4+

    -

    -

    -

    -

    -

    1/4+

    -

    -

    -

    -

    -
, 百拇医药
    -

    -

    -

    -

    -

    -

    1/4+

    -

    4/4+

    -

    -

    ③

    T

    C
, 百拇医药
    -

    -

    -

    -

    2/4+

    -

    -

    -

    1/4+

    -

    1/4+

    -

    -

    -
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    1/4+

    -

    1/4+

    -

    -

    -

    -

    -

    1/4+

    -

    -

    -

    -

    -
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    -

    -

    4/4+

    -

    -

    注:表中数据和符号的意义同表2表4 不同浓度多糖对乙肝病毒表面抗原(HBsAg)的影响(吸光度) S1-HNP(mg/ml)

    S2-HNP(mg/ml)

    S3-HNP(mg/ml)

    CM1-HNP(mg/ml)

    CM2-HNP(mg/ml)
, 百拇医药
    对照组

    1

    0.5

    0.25

    1

    0.5

    0.25

    1

    0.5

    0.25

    1

    0.5

    0.25

, 百拇医药     1

    0.5

    0.25

    阳性

    阴性

    空白

    0.612

    0.596

    0.627

    0.673

    0.667

    0.714

    0.703
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    0.737

    0.719

    0.702

    0.702

    0.682

    0.614

    0.635

    0.650

    0.546

    0.025

    0.020

    注:*表中数据第1行为多糖浓度(mg/ml),末行为酶联免疫法(ELISA)测定中3个平行孔OD450的平均值3 讨论
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    虎奶多糖为本实验室首次分离纯化,受其水不溶性的限制,它的许多生物活性不便研究。本文报道的是其水溶性衍生物—硫酸酯化和羧甲基化衍生物的抗病毒作用。有人报道CVB3与克山病等疾病的起因有关,因此,我们考察了这些多糖对CVB3的作用效果;为初步分析多糖的抗病毒作用机理,选用了另一种与CVB3不同类的有囊膜病毒进行对比研究。实验结果表明,这两类衍生物在浓度低至0.125 mg/ml时仍有较好的抗HSV-2病毒活性,但对无囊膜病毒CVB3则无抑制作用,对乙肝病毒表面抗原HBsAg亦无破坏作用。这些结果提示,此类多糖的抗病毒作用机理主要表现在破坏病毒体的囊膜。在抗HBsAg实验中,中和试验组的OD450值反较对照组高,此结果可能是由于所用的多糖经硫酸酯化或羧甲基化后有一定表面活性剂的作用,使Dane颗粒裂解,更多的HBsAg有效抗原位点暴露。此外,过去关于多糖抗病毒活性的报道多见于硫酸酯化多糖[3~5],本研究结果则反映羧甲基虎奶多糖亦有很好的抗HSV-2活性。这些多糖对于其它病毒的抑制作用如何以及它们抗病毒作用的确切机理还有待进一步探讨。
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    [作者简介]邓成华(1965-),男,博士研究生

    参考文献

    [1] 龚镇奎,韦浩春,骆 林,等.退热1号口服液抗四种病毒的实验研究[J].中国病毒学,1992,7(1):132.

    [2] 陈 奇.中药药理实验方法学[M].北京:人民卫生出版社,1996,286.

    [3] 方积年.硫酸酯化多糖的研究进展[J].中国药学杂志,1993,28(7):393.

    [4] Yoshida O,Nakashima H,Yoshida T,et al.Sulfonation of the immunomodulating polysaccharide Lentinan:A novel strategy for antivirals to human immunodeficiency virus (HIV)[J].Biochemical Pharmacology,1988,37(15):2887.

    [5] 田庚元,李寿桐,宋麦丽,等.牛漆多糖硫酸酯的合成及其抗病毒活性[J].药学学报,1995,30(2):107.

    [收稿日期]2000-02-07;[修订日期]2000-03-20, http://www.100md.com