基于黄嘌呤氧化酶活性抑制和斑马鱼高尿酸血症模型的降尿酸功效食药材筛选

张瑛毓; 普布多吉; 卢聪; 王凤忠

doi:10.13386/j.issn1002-0306.2020080220

基于黄嘌呤氧化酶活性抑制和斑马鱼高尿酸血症模型的降尿酸功效食药材筛选

doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2020080220

张瑛毓^{1, 2,},
普布多吉¹,
卢聪²,
王凤忠^{1, 2, ,}

1.
西藏农牧科学院农产品开发与食品科学研究所，西藏拉萨 850000
2.
中国农业科学院农产品加工研究所，北京 100193

基金项目: 中国农业科学院创新工程（125161015000150013）；西藏自治区财政专项资金项目（XZNKY-2019-C-050）；西藏自治区自然基金项目（XZ2018ZRG-60（Z））；中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（S2020JBKY-20）；中国农科院科技创新工程协同创新任务资助（CAAS-XTCX2018020-15）

详细信息

作者简介:
张瑛毓（1995−），女，博士研究生，研究方向：食品营养与功能因子利用，E-mail：ZhangYY0427@163.com

通讯作者:
王凤忠（1972−），男，博士，研究员，研究方向：食品营养与功能因子利用，E-mail：wangfengzhong@sina.com

中图分类号: R151.3
计量
- 文章访问数: 382
- HTML全文浏览量: 114
- PDF下载量: 25
- 被引次数: 0
出版历程
- 收稿日期: 2020-08-24
- 网络出版日期: 2021-05-31
- 刊出日期: 2021-06-03

Screening of Uric Acid-lowering Food and Medicinal Materials Based on Inhibiting Xanthine Oxidase Activity and Zebrafish Hyperuricemia Model

ZHANG Yingyu^{1, 2
,},
PUBU Duoji¹,
LU Cong²,
WANG Fengzhong^{1, 2
, ,}

1.
Institute of Food Science and Technology, Tibet Academy of Agricultural and Animal Husbandry Sciences, Lhasa 850000, China
2.
Institute of Food Science and Technology CAAS, Beijing 100193, China

摘要

摘要: 结合体外（黄嘌呤氧化酶活性抑制）和体内（斑马鱼高尿酸血症模型）方法，对15种食药材乙醇粗提物的降尿酸活性进行筛选。体外实验设置空白组、酶反应组、抑制剂组、对照组，酶标仪295 nm测定吸光度，计算15种食药材对黄嘌呤氧化酶（XOD）活性的抑制率；体内实验随机选取受精后第5 d（5dpf）的斑马鱼，设置空白组、模型组（200 μmol/L PO+10 μmol/L XSS）、食药材给药组（200 μmol/L PO+10 μmol/L XSS+不同浓度提取物）、阳性对照组（200 μmol/L PO+10 μmol/L XSS+APL 2 mmol/L），水溶浸泡，28.5 ℃培养箱中孵育24 h，测定尿酸含量，对具有良好XOD抑制活性的食药材做进一步降尿酸活性验证。体外试验结果表明，15种乙醇粗提物均具有XOD抑制活性，其中8种在400 μg/mL时抑制率达到50%以上，分别为：红景天、兔耳草、牡丹皮、败酱草、黄柏、绿萝花、决明子、雪菊。体内试验结果表明，8种处理组尿酸水平与模型组相比显著降低（P<0.05或P<0.01），均显示出降尿酸活性。
- 降尿酸 /
- 黄嘌呤氧化酶 /
- 斑马鱼高尿酸血症模型 /
- 活性筛选 /
- 食药材
Abstract: Through the combination of in vitro (the xanthine oxidase inhibitory activity) and in vivo (a zebrafish hyperuricemia model) methods, the uric acid-lowering activity of 15 edible herbs crude ethanol extracts was screened. In vitro experiment set up blank group, enzyme reaction group, inhibitor group and control group. The absorbance at 295 nm with microplate reader was measured. In vivo experiment 5 days post fertilization zebrafish larvae with normal development were randomly divided into blank group, model group (200 μmol/L PO+10 μmol/L XSS), edible herbs group (200 μmol/L PO+10 μmol/L XSS+extracts of different concentrations) and positive control group (200 μmol/L PO+10 μmol/L XSS+APL 2 mmol/L). All groups were cultivated at 28.5 ℃ for 24 h to determine the uric acid contents and further verify the uric acid-lowering activity. In vitro experiment showed that 15 ethanol extracts were inhibitory, with 8 having greater than 50% inhibitory rate at 400 μm/mL. The most active one was the ethanol extracts of the Rhodiola crenulate, which was followed closely by Lagotis brevituba, Poeania suffruticosa, Patrinia scabiosaefolia, Phellodendron chinense, Scindapsus aureus, Cassia tora and Coreopsis tinctorial. In vivo experiment showed that the uric acid level of all these eight extract groups were significantly lower than the model group (P<0.05 or P<0.01).
- uric acid-lowering activity /
- xanthine oxidase /
- zebrafish hyperuricemia model /
- activity screening /
- edible herbs

HTML全文

图 1 不同处理组尿酸浓度变化

Figure 1. Concentration of uric acid in different treatment groups

注：a，不同处理组对应的吸光度值（560 nm）；b，尿酸标准曲线，尿酸浓度与吸光度之间的关系：A=0.0032UA+0.0238, R²=0.9606；**：P<0.01；***：P<0.001。

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 2 8种乙醇粗提物对斑马鱼尿酸水平的影响

Figure 2. Effect on uric acid level in zebrafish of 8 edible herbs’ ethanol crude extracts

注：a～h分别表示兔耳草、牡丹皮、败酱草、黄柏、绿萝花、决明子、雪菊；#表示与空白组相比，差异显著P<0.05；*表示与模型组表示，差异显著，P<0.05，**表示差异极显著，P<0.01。

下载: 全尺寸图片幻灯片

表 1 15种食药材信息

Table 1. List of edible herbs used in this study

序号	药材名	拉丁名	科名	传统功效	参考文献
1	苍术	Atractylodes lancea （Thunb.）DC.	Compositae	抗炎、肝脏保护、抗肿瘤等	[10]
2	决明子	Cassia tora L.	Leguminosae	降压、免疫、降血脂等	[11]
3	野菊花	Chrysanthemum indicum L.	Compositae	抗炎、抗肿瘤、抑菌等	[12]
4	陆额	Corydalis wuzhengyiana Z. Y. Su et Liden	Papaveraceae	抑制黄嘌呤氧化酶活性	[13]
5	雪菊	Coreopsis tinctoria Nutt.	Compositae	抗炎、降压、降血脂等	[14]
6	芡实	Euryale ferox Salisb.	Nymphaeaceae	抗氧化剂、降血糖、抑菌等	[15]
7	洛神花	Hibiscus sabdariffa Linn.	Malvaceae	利尿、抗炎、降压等	[16]
8	兔耳草	Lagotis brevituba Maxim.	Scrophulariaceae	抗痛风、抗炎、抗氧化等	[17]
9	百合	Lilium brownii F. E. Brown var. viridulum Baker	Liliaceae	抗癌、抗缺氧、抗疲劳等	[18]
10	败酱草	Patrinia scabiosaefolia Fisch.	Valerianaceae	抗炎、抗肿瘤、镇静等	[19]
11	黄柏	Phellodendron chinense Schneid.	Rutaceae	抗痛风、消炎、退烧等	[20]
12	牡丹皮	Poeania suffruticosa Andr.	Ranunculaceae	抗炎、免疫、肝保护等	[21]
13	红景天	Rhodiola crenulate (Hook. f. et Thoms.) H. Ohba	Crassulaceae	保护肾脏、抗缺氧、抗疲劳等	[22]
14	雪莲	Saussurea involucrata (Kar. et Kir.) Sch.-Bip.	Compositae	抗炎、抗氧化、保护心血管系统等	[23]
15	绿萝花	Scindapsus aureus (Linden ex Andre) Engl.	Thymelaeaceae	抗炎、降糖、抗氧化等	[24]

下载: 导出CSV

表 2 分组及剂量

Table 2. Grouping and dosage

组别	2 mmol/L黄嘌呤（μL）	XOD （μL）	提取物醇溶液（μL）	磷酸盐缓冲液（μL）
空白组	50	−	−	150
酶反应组	50	50	−	100
抑制剂组	50	50	100	−
对照组	50	−	100	50

下载: 导出CSV

表 3 15种食药材XOD抑制率及IC₅₀值

Table 3. Percentage of XOD inhibition and IC₅₀ value of 15 edible herbs

名称	XOD抑制率（%）					IC₅₀（μg/mL）
名称	50（μg/mL）	100（μg/mL）	200（μg/mL）	300（μg/mL）	400（μg/mL）	IC₅₀（μg/mL）
红景天	10.84±0.25	43.84±1.35	62.53±2.86	94.53±1.00	97.68±0.62	140.96±2.76
兔耳草	14.54±0.47	26.77±0.48	51.04±1.10	69.27±3.06	86.76±1.28	204.93±2.40
牡丹皮	11.12±0.36	29.65±0.58	37.89±2.14	64.53±1.75	77.49±2.52	241.63±6.84
败酱草	11.09±0.59	19.04±0.96	40.20±0.74	50.20±1.30	67.14±0.29	291.57±1.34
黄柏	1.79±0.26	2.50±0.60	18.69±1.86	55.25±5.20	82.13±4.28	294.48±1.10
绿萝花	6.88±0.46	10.40±0.44	25.73±1.07	46.57±6.28	75.45±6.73	302.49±4.88
决明子	11.53±1.12	33.59±0.60	34.91±1.29	48.56±0.88	57.56±0.44	319.68±3.66
雪菊	16.97±0.29	25.94±0.70	29.22±1.98	48.62±1.67	55.49±1.08	343.51±9.47
百合	9.11±0.41	10.31±0.35	22.86±1.05	37.58±0.76	49.52±1.49	−
陆额	7.89±0.22	10.08±0.53	14.72±1.41	26.56±0.50	33.68±1.17	−
野菊花	−	5.97±0.63	13.47±1.69	19.15±0.94	20.51±0.38	−
芡实	−	8.35±0.68	14.99±0.92	14.52±1.18	13.06±0.91	−
洛神花	−	2.95±0.39	12.77±2.52	18.16±0.52	17.09±0.41	−
苍术	−	1.93±0.59	10.29±0.90	11.07±0.69	8.85±0.33	−
雪莲	−	5.64±0.79	11.09±2.14	11.38±0.69	31.43±5.84	−

下载: 导出CSV

表 4 不同浓度给药组斑马鱼幼鱼死亡率（%）

Table 4. Mortalities of zebrafish larvae at different concentrations (%)

名称	给药浓度
名称	1000 （μg/mL）	500 （μg/mL）	100 （μg/mL）	50 （μg/mL）	20 （μg/mL）	10 （μg/mL）
雪菊	0	0	0	0	0	0
兔耳草	0	0	0	0	0	0
败酱草	100	0	0	0	0	0
黄柏	0	0	0	0	0	0
决明子	100	100	0	0	0	0
绿萝花	100	100	100	0	0	0
牡丹皮	100	100	100	39.45±2.55	0	0
红景天	100	100	100	100	47.78±2.55	0

下载: 导出CSV

参考文献(28)

[1]	Maiuolo J, Oppedisano F, Gratteri S, et al. Regulation of uric acid metabolism and excretion[J]. International Journal of Cardiology,2016,213:8−14. doi: 10.1016/j.ijcard.2015.08.109
[2]	田青, 王昱, 李哲, 等. 体检人群中尿酸与心血管病危险因素的相关性研究[J]. 中国继续医学教育,2019,11(1):62−65.
[3]	Liu R, Han C, Wu D, et al. Prevalence of Hyperuricemia and gout in mainland China from 2000 to 2014: A systematic review and meta-analysis[J]. BioMed Research International,2015,2015:762820.
[4]	Dehlin M, Jacobsson L, Roddy E. Global epidemiology of gout: prevalence, incidence, treatment patterns and risk factors[J]. Nature Reviews Rheumatology,2020,16(7):1−11.
[5]	Gliozzi M, Malara N, Muscoli S, et al. The treatment of hyperuricemia[J]. International Journal of Cardiology,2016,213(1):23−27.
[6]	Mttomo S, Hirota M, Fujita T. New xanthine oxidase inhibitors from the fruiting bodies of Tyromyces fissilis[J]. Bioscience Biotechnology and Biochemistry,2019,83(5):1−11.
[7]	张雪, 俸婷婷, 黄俊飞, 等. 降尿酸药物筛选方法学研究进展[J]. 亚太传统医药,2015,11(6):48−50.
[8]	许洪波, 周瑞, 谢培, 等. 27种中草药的黄嘌呤氧化酶抑制活性筛选[J]. 时珍国医国药,2017(3):41−42.
[9]	子正, 徐琳, 高建东. 高尿酸血症动物模型研究进展[J]. 医学综述,2020,26(8):1462−1466.
[10]	李曼玲, 范莉, 冯伟红, 等. 苍术的化学药理研究进展[J]. 中国中医药信息杂志,2002,9(11):79−82.
[11]	春晓, 王月明, 韦东来, 等. 决明子的主要化学成分和药理作用研究进展[J]. 现代农业研究,2018(6):47−50.
[12]	袁慧杰, 赖志辉, 管艳艳, 等. 野菊花主要活性成分的药理作用研究进展[J]. 中华中医药学刊,2018,36(3):651−653.
[13]	卓玛东智, 孙杰, 袁瑞瑛, 等. 罗堆多吉颗粒及组方成分陆额对黄嘌呤氧化酶活性的影响研究[J]. 西藏大学学报(自然科学版),2015,30(1):58−62.
[14]	曾晓漫, 贺晓云. 昆仑雪菊的化学成分与功效研究进展[J]. 食品工业科技,2019,40(13):335−339.
[15]	杨晓曦, 张庆林. 中药芡实的研究进展[J]. 国际药学研究杂志,2015,42(2):160−164.
[16]	顾关云, 蒋昱. 玫瑰茄的药理作用与临床应用[J]. 现代药物与临床,2010,25(3):165−172.
[17]	朱继孝, 张红阳, 钟国跃, 等. 藏族药兔耳草属药用植物化学成分与药理作用研究进展[J]. 中国实验方剂学杂志,2017,23(12):214−222.
[18]	罗林明, 裴刚, 覃丽, 等. 中药百合化学成分及药理作用研究进展[J]. 中药新药与临床药理,2017,28(6):824−837.
[19]	陈淑玲, 韩亮. 败酱草的现代研究进展[J]. 广东药科大学学报,2017,33(6):816−821.
[20]	高妍, 周海芳, 刘朵, 等. 黄柏化学成分分析及其药理作用研究进展[J]. 亚太传统医药,2019,15(4):207−209.
[21]	李方军. 牡丹皮化学成分及药理作用研究进展[J]. 安徽医药,2004,8(1):9−10.
[22]	季宇彬, 耿欣, 汲晨锋. 红景天研究进展[J]. 天津中医药,2007,24(1):81−85.
[23]	达娃卓玛. 西藏产雪莲花的化学和药理研究进展[J]. 中国民族民间医药,2015,24(12):25−31.
[24]	张晓英, 张致英. 藏药绿萝花药理作用研究进展[J]. 中国民族医药杂志,2017,23(2):51−53.
[25]	Zhang Y Y, Li Q, Wang F Z et al. A zebrafish (Danio rerio) model for high-throughput screening food and drugs with uric acid-lowering activity[J]. Biochemical and Biophysical Research Communications,2019,508(2):494−498. doi: 10.1016/j.bbrc.2018.11.050
[26]	Borges F, Fernandes E, Roleira F. Progress towards the discovery of xanthine oxidase inhibitors[J]. Current Medicinal Chemistry,2002,9(2):195−217. doi: 10.2174/0929867023371229
[27]	Delvecchio C, Tiefenbach J, Krause H M. The zebrafish: A powerful platform for in vivo, HTS drug discovery[J]. Assay and Drug Development Technologies,2011,9(4):354−361. doi: 10.1089/adt.2010.0346
[28]	王佑华, 黎晌, 杨彬睿, 等. 斑马鱼模型在中医药研究中的应用现状[J]. 中西医结合学报,2012,10(11):1189−1197.