商南泉茗茶多糖的體外抗腫瘤活性

何念武，高一明

（商洛學院生物醫(yī)藥與食品工程學院，陜西商洛726000）

商南泉茗茶多糖的體外抗腫瘤活性

何念武，高一明

（商洛學院生物醫(yī)藥與食品工程學院，陜西商洛726000）

為了研究商南泉茗茶多糖體外抑瘤作用，采用MTT法檢測其作用于結腸癌、肺癌、乳腺癌等腫瘤細胞系后的細胞存活率、LDH法檢測細胞毒性、流式細胞術分析細胞周期和細胞凋亡情況。結果表明，商南泉茗茶多糖對結腸癌、肺腺癌、乳腺癌等腫瘤細胞系均有不同程度的生長抑制作用，其中對乳腺癌MCF-7細胞的增殖抑制作用最強，結腸癌次之，肺癌最弱。進一步研究表明，商南泉茗茶多糖能夠使MCF-7細胞的生長周期阻滯于G0/G1期，并且有明顯的誘導MCF-7細胞凋亡作用。商洛綠茶茶多糖具有明顯的體外抗腫瘤活性。

商南泉茗茶；茶多糖；抗腫瘤；細胞凋亡

商洛位于陜西東南部，秦嶺南麓，是陜西三大茶葉主產區(qū)之一，因位于秦嶺山脈的莽嶺、新開嶺和鄖西大梁山交匯處，屬北亞熱帶季風型半濕潤氣候類型，其獨特的地理位置造就了商洛綠茶色香、味濃、耐沖泡，高雅而略有華麗之感。長期以來，有關綠茶的研究主要集中在茶多酚上，茶多糖的研究則處于發(fā)展階段，尤其是對于一些生境條件特殊、微量元素含量豐富的茶葉，對其生物活性或營養(yǎng)價值卻少有人問津［1］。現有研究表明，茶多糖具有降血糖、降血脂以及免疫調節(jié)的功效［2］。倪德江［3］和丁仁鳳［4］等通過研究證實茶多糖確實有抗氧化、降血糖的作用，但是其選取的均為常規(guī)綠茶、烏龍茶或者紅茶。何念武等［1，5］就紫陽富硒茶活性成分的體外活性進行了較為系統(tǒng)的研究，證實紫陽富硒茶的營養(yǎng)價值確實較好。但對商洛茶葉的生物活性和營養(yǎng)價值的研究幾乎沒有。為此，本研究在前期分析測定了商洛綠茶中微量元素含量［6］以及商洛綠茶多糖制備工藝優(yōu)化［7］的基礎上，進一步對商南泉茗茶多糖的體外抗腫瘤作用進行深入研究，以期為商洛茶葉，尤其是商南泉茗茶的深度開發(fā)提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

商南泉茗茶，購于商南縣茶葉聯營公司。

1.2 方法

1.2.1 商南泉茗茶多糖的制備

參照何念武［7］的方法，采用水提醇沉法制備樣品多糖并進一步以苯酚硫酸法測總糖含量［8］。1.2.2細胞實驗方法

1）MTT比色法檢測細胞存活率

取生命力旺盛的對數生長期細胞，用含10%胎牛血清（杭州四季青生物工程材料有限公司）的細胞培養(yǎng)液制成2×104個/mL的單細胞懸液，按照每孔150 μL的量接種到96孔細胞培養(yǎng)板上，在37℃的溫度下，5%CO2培養(yǎng)箱（型號：Midi40，美國Thermo公司）中培養(yǎng)24 h后，棄去培養(yǎng)液，重新加入150 μL的培養(yǎng)液和10 μL不同濃度的樣品多糖溶液（0，50，100，150，200 μg·mL-1），陰性對照為生理鹽水和細胞培養(yǎng)液，繼續(xù)孵育48 h后，每孔加入15 μL 3-（4，5-二甲基噻唑-2）-2，5-二苯基四氮唑溴鹽（MTT，濃度為5 mg·mL-1），37℃繼續(xù)孵育4 h后加入二甲亞砜終止反應，在酶標分析儀（型號：深圳雷杜RT6000）490 nm處測定OD值，每個處理設三個重復。按公式（1）計算細胞存活率［5，9-11］：

2）細胞毒性分析

采用乳酸脫氫酶（LDH）法分析商南泉茗茶多糖對腫瘤細胞的細胞毒性作用。前期細胞培養(yǎng)及后期多糖樣品處理與MTT法一致，不同之處在于繼續(xù)培養(yǎng)一定時間后，直接離心、取上清，按LDH試劑盒（購于南京建成生物工程研究所）說明書操作進行，在酶標分析儀（深圳雷杜RT6000）450 nm處測定OD值，每個處理設三個重復。按公式（2）計算細胞上清液中LDH活性。

3）流式細胞術檢測細胞周期分布

取對數生長期細胞，用含10%胎牛血清（杭州四季青生物工程材料有限公司）的細胞培養(yǎng)液制成2×105個/mL的單細胞懸液，按照每孔1 mL的量接種到6孔細胞培養(yǎng)板上，培養(yǎng)24 h后，分別加入0，50，100，200 μg·mL-1的商南泉茗茶多糖樣品溶液，繼續(xù)孵育48 h后，用0.25%胰酶消化液進行消化，離心，收集細胞，在4℃冰箱以70%乙醇固定12 h以上。固定后的細胞用PBS洗兩遍并制成細胞懸液，加入PI染液（最終質量濃度為50 μg·mL-1），37℃避光溫育30 min，300目尼龍網濾過，流式細胞儀（BD FACSCalibur）上計數20 000個細胞，測定細胞各期DNA水平，分析細胞周期分布［5，11］。

4）流式細胞儀（FCM）測定細胞凋亡率

細胞培養(yǎng)及樣品處理同周期分布檢測，區(qū)別在于培養(yǎng)48 h后，離心收集細胞，然后加入相關凋亡檢測試劑。按Annexin V-FITC/PI凋亡檢測試劑盒（購于上海貝博生物科技有限公司）說明進行操作，隨后再流式細胞儀（GUAVAeasyCyteTM8HT，美國密理博公司）上計數10 000個細胞，計算細胞凋亡率［5，11］。

1.2.3 數據處理

所有數據均采用M±SD，結果用SPSS18.0統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 商南泉茗茶多糖對細胞存活率的影響

從圖1中可以看出，商南泉茗茶多糖作用于不同腫瘤細胞系之后，伴隨著茶多糖質量濃度的不斷增加，細胞存活率明顯下降，呈現出良好的劑量-效應關系。當樣品多糖濃度在200 μg·mL-1時，結腸癌（LoVo）細胞存活率48.71%，肺癌（A549）存活率為51.37%，乳腺癌（MCF-7）存活率為38.71%。三種細胞中A549存活率最高，LoVo存活率次之，MCF-7存活率最低，結果表明，商南泉茗茶多糖對MCF-7細胞的增殖抑制作用最強。

此外，通過對水提醇沉法制備的茶多糖總糖含量測定發(fā)現，其多糖含量能夠達到68.7%，足以說明主要是茶多糖在發(fā)揮抑瘤作用。

圖1 商南泉茗茶多糖對不同腫瘤細胞的存活率

2.2 商南泉茗茶多糖對不同細胞LDH釋放量的影響

乳酸脫氫酶（LDH）是一種穩(wěn)定的糖酵解蛋白質酶，存在于生命有機體所有組織、細胞的胞質中，一旦細胞膜受到外界刺激并受到損傷，LDH即被釋放到細胞外，LDH催化乳酸形成丙酮酸鹽和四唑鹽類反應形成紫色的結晶物質，可在酶標儀450 nm處進行檢測。從而通過檢測藥物作用后細胞培養(yǎng)上清液中LDH的活力，可以間接的判斷藥物對腫瘤細胞的損傷程度［10］。

從圖2中可以看出，當樣品濃度從0增加到200 μg·mL-1時，各細胞系的乳酸脫氫酶釋放量均有不同程度的增加，說明商南泉茗茶多糖能促使腫瘤細胞釋放出更多的LDH，從而間接發(fā)揮細胞毒作用。在樣品多糖濃度為200 μg·mL-1時，結腸癌細胞LDH釋放量為708.75 U·L-1、肺癌細胞釋放量為969.17 U·L-1、乳腺癌釋放量為931.67 U·L-1，三種細胞中A549的釋放量最高，MCF-7次之，LoVo最弱。

圖2 商南泉茗茶多糖作用于不同細胞系的LDH活性

綜合MTT和LDH實驗結果，本研究繼續(xù)對MCF-7細胞進行深入的抗腫瘤機制探究。

2.3 商南泉茗茶多糖對MCF-7細胞周期分布的影響

由圖3中可以看出，不同劑量的茶多糖樣品作用于MCF-7細胞后，G0/G1期細胞DNA含量明顯增高，G2/M期DNA含量不斷減少，而S期DNA含量變化不大，說明樣品多糖作用于MCF-7細胞之后使其生長周期阻滯于G0/G1期。

圖3 商南泉茗茶多糖對MCF-7細胞周期分布的影響

2.4 商南泉茗茶多糖誘導MCF-7細胞凋亡情況

2.4.1 多糖樣品誘導MCF-7細胞凋亡結果

由圖4可以看出，不同質量濃度的商南泉茗茶多糖作用于MCF-7細胞之后，都產生了一定的誘導細胞凋亡作用，包括空白對照也有近1.4%的凋亡率（圖4A），這可能是在細胞處理過程中產生的少許細胞碎片，或者是后期數據處理有所欠缺所致。如圖4D所示，在200 μg·mL-1時，誘導MCF-7細胞早期凋亡率為56.62%，晚期凋亡率為12.36%。由此可見，早期凋亡率最高，結果表明商洛綠茶有較明顯的促凋亡作用。

2.4.2 茶多糖樣品誘導MCF-7細胞凋亡率

從圖5中可以看出，隨著樣品多糖質量濃度的增加其誘導MCF-7細胞凋亡率呈快速增長的態(tài)勢。樣品誘導細胞凋亡率依次為1.4%，14.1%，31.0%，68.9%。在200 μg·mL-1時細胞早期凋亡率達到56.62%，晚期凋亡率為12.36%，表明在200 μg·mL-1時樣品誘導MCF-7細胞凋亡率非常明顯，與對照相比，差異極顯著（P＜0.01）。

圖4 茶多糖誘導MCF-7細胞凋亡作用

3 結論與討論

商南泉茗茶多糖具有明顯的體外抗腫瘤活性。在體外細胞模型上對LoVo、A549、MCF-7等均有不同程度的增殖抑制作用。同時，又具有較好的誘導MCF-7細胞凋亡作用。

圖5 不同濃度茶多糖誘導MCF-7細胞凋亡率

現代研究表明，茶多糖是茶葉中治療糖尿病的主要藥理成分，一般由葡萄糖、阿拉伯糖、木糖、巖藻糖、核糖、半乳糖等單糖組成，本文主要是驗證商南泉茗茶多糖的細胞增殖抑制作用，故對其單糖組成還需進行研究。一般而言，粗老茶多糖含量較高，等級低的茶葉中茶多糖含量高。在治療糖尿病方面，粗老茶比嫩茶效果要好［1］。因而，在材料選擇的時候宜選取粗老茶葉。

此外，研究發(fā)現人體內每天都會有一些細胞死亡，又有一些新的細胞產生，從而維持整個機體的正常運轉。對于這些細胞死亡的現象，有些是病理性的，有些則是生理性的，因而這也成為生物醫(yī)學界的研究熱點問題。目前，關于細胞死亡的方式學界普遍認為主要是壞死和凋亡，前者發(fā)現較早，后者則是近些年來才被發(fā)現的。不管是細胞凋亡，還是細胞壞死，其最終結果都非常相似，但它們的死亡過程和現象卻有著極大的差別［1，5］。茶多糖是茶葉中的主要活性成分，對于其抗腫瘤活性研究也尤為重要。本文就商南泉茗茶多糖體外抗腫瘤活性進行了較為深入的探討，研究表明，在體外細胞模型上對LoVo、A549、MCF-7等均有不同程度的增殖抑制作用。同時，又具有較好的誘導MCF-7細胞凋亡作用。

茶多糖是從茶葉中提取分離出來的一種蛋白多糖復合物，具有顯著的生物活性，有防癌和降血脂，清熱解毒，消腫止痛，活血通絡的功效［12］，既可用于醫(yī)藥工業(yè)，也可用于食品行業(yè)，是一種很好的功能性飲料。因此，針對茶多糖功能飲品的開發(fā)利用具有廣闊的前景，尤其是那些生境條件特殊的茶葉，對進一步研究開發(fā)以其為原料的功能性飲品或保健藥物，提供一定理論依據。

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（責任編輯：李堆淑）

In Vitro Antitumor Activity of Tea Polysaccharide in Shangnan Quanming

HE Nian-wu，GAO Yi-ming
（College of Biopharmaceutical and Food Engineering，Shangluo University，Shangluo726000，Shaanxi）

In order to research on the antitumor activity of Shangnan Quanming tea polysaccharide in vitro. MTT method is chosen to detect survival rate，lactate dehydrogenase detection cell（LDH）method was used to detect cell toxicity，flow cytometry（FCM）analysis of the cell cycle，cell apoptosis was detected by FCM method in Shangnan Quanming tea polysaccharide in vitro anti-colon cancer（LoVo），lung cancer（A549），breast cancer（MCF-7）.The results show that，Shangnan Quanming tea polysaccharide on LoVo，A549，MCF-7 growth inhibition were added，which the strongest inhibitory effect on breast cancer，colon cancer times，lung cancer.Through further study found，tea polysaccharide can cause cell cycle arrest in breast cancer cells in G0/G1phase，and there were obvious apoptosis.Shangnan Quanming tea polysaccharide has significant in vitro antitumor activity.

Shangnan Quanming tea；tea polysaccharide；antitumor；apoptosis

TQ914.1

A

1674-0033（2015）04-0051-05

10.13440/j.slxy.1674-0033.2015.04.014

2015-05-20

商洛學院科研基金項目（13SKY-FWDF007）

何念武，男，陜西洛南人，碩士，講師