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编号:10497154
海洋硫酸多糖911体外对HIV-1作用的研究
http://www.100md.com 《中国海洋药物》 2000年第3期
     作者:辛现良 耿美玉 李桂玲 管华诗 李泽琳

    单位:辛现良 耿美玉 李桂玲 管华诗(青岛海洋大学,青岛 266003);李泽琳(中国预 防医学科学院病毒学研究所,北京 100050)

    关键词:海洋硫酸多糖911,AIDS,HIV-1,MT4,H9

    中国海洋药物000303 摘 要 采用体外细胞培养技术,研究了海洋硫酸多糖911(以下简称911)体外对HIV-1感染MT4、H9细胞的影响及其细胞毒性作用,结果表明:911可明显抑制HIV-1对MT4细胞的急性感染和H9细胞的慢性感染,其半数有效浓度(EC50)分别为4.44μg.mL-1和0.32μg.mL-1;911体外对MT4细胞和H9细胞的半数中毒浓度分别为7.78mg.mL-1和7.47mg.mL-1,治疗指数分别达1752和23714。提示911为低毒的HIV-1增殖抑制剂。
, 百拇医药
    EFFECTS OF MARINE POLYSACCHARIDE 911 ON HIV-1 PROLIFERATION IN VITRO

    Xin Xianliang

    (Ocean University of Qingdao,Qingdao 266003)

    Geng Meiyu

    (Ocean University of Qingdao,Qingdao 266003)

    Li Guiling

    (Ocean University of Qingdao,Qingdao 266003)

    Guan Huashi
, 百拇医药
    (Ocean University of Qingdao,Qingdao 266003)

    Li Zelin

    (Ocean University of Qingdao,Qingdao 266003)

    ABSTRACT The effects of marine polysaccharide 911 on HIV-1 proliferation and its cytoxicity as well were studied in this paper. The results indicated that 911 inhibited both acute and chronic infection of HIV-1 to MT4 and H9 cells with its half effect concentration (EC50)were 4.44 μg.mL-1 and 0.32 μg.mL-1 respectively. While the half toxic concentration(TC50) of 911 to MT4 cells was 7.78 mg.mL-1 and that to H9 cells 7.47 mg.mL-1. This finding confirmed of 911 a potent HIV-1 inhibitor with low toxicity.
, 百拇医药
    KEY WORDS Marine polysaccharide 911,AIDS,HIV-1,MT4,H9

    人获得性免疫缺陷综合症(Acquired Immunodeficiency Syndrome,AIDS),即艾滋病,是由人免疫缺陷病毒(Human Immunodeficiency Virus,HIV)感染引起的全身免疫缺陷性疾病,为全球性最危险的传染性疾病之一。自1981年发现首例AIDS患者至今,全球患者及感染者估计已近4000万,且每天仍以1.6万新感染者的速度递增。中国自1985年发现首例AIDS患者至今,患者及感染者估计已接近30万[1~4]。AIDS以HIV-1选择性攻击并破坏机体的CD4+免疫细胞为主要特征,导致全身免疫功能缺陷,最终引起各种机会性感染及并发症而死亡。现有抗AIDS药物主要有逆转录酶抑制剂和整合酶抑制剂,对HIV有较强抑制作用,但作用环节单一,易出现耐药性,毒副作用大,不能有效控制AIDS的迅速蔓延。理想的抗AIDS药物应该在有效抑制HIV复制的同时对机体免疫功能具有保护作用,且毒副作用低。由于尚无较好的防治方法,据预测,未来几年将是AIDS的高发期。因此研制开发高效低毒的抗AIDS药物是一项十分必要而迫切的任务。硫酸多糖类药物抗病毒作用的研究始于60年代,它是有膜病毒强有力的抑制剂。1987年发现,多糖类药物具有抗HIV的作用。其作用机制与干扰病毒和细胞的吸附、阻止病毒进入细胞、抑制逆转录酶活性、抑制合胞体形成有关[5~7]。因该类药物药源丰富,毒副作用低,所以是当前抗AIDS药物研究的主攻方向之一,但来源于海洋植物的硫酸多糖类药物研究较少,国内外尚未见报道。911是从海藻中提取分离并经分子修饰而成的硫酸多糖类物质,本文旨在研究其体外对HIV-1的作用及其细胞毒性,为将其开发为一类新型抗AIDS药物提供依据。
, 百拇医药
    1 实验材料

    1.1 药品与试剂

    911:青岛海洋大学海洋药物与食品研究所提供,批号950601,用时以RPMI 1640营养液配成所需浓度,过滤除菌,4℃冰箱保存备用;RPMI1640:GIBCO公司产品;胎牛血清(NBS):天津市川页生物制品公司,批号960606;P24核心抗原ELISA检测试剂盒(Vironostika HIV-1 Antigen Microelisa System):美国Organon公司产品;AZT:叠氮脱氧胸苷,Sigma公司;MTT:四甲基偶氮唑蓝,Sigma公司产品,以pH7.2 PBS配成0.25%冰箱避光保存备用。

    1.2 实验仪器

    酶标仪:Bio-Rad 公司,CO2培养箱,Queue公司。
, 百拇医药
    1.3 病毒及细胞株

    HIV-1:人免疫缺陷病毒I型,TCID50为10-6.5;MT4细胞:HIV-1急性感染人T淋巴细胞体外传代株;H9细胞:HIV-1慢性感染人T淋巴细胞体外传代珠:均由中国预防医学科学院病毒所提供。

    2 实验方法与结果

    2.1 911体外对HIV-1复制的影响[8]

    2.1.1 911体外对MT4细胞内HIV-1复制(急性感染)的抑制作用

    取体外传代对数期生长的MT4细胞,显微镜下计数,取500万个细胞与10000 TCID50 HIV-1于37℃共同孵育90min,离心洗涤2次,调整细胞浓度为5×105mL-1,96孔培养板中每孔100μL与不同浓度的药物100μl于37℃、5%CO2、饱和湿度条件下共同培养6d,每个浓度设3个复孔,同时设阴性及阳性(AZT)对照孔,取培养上清100μl按照P24核心抗原Microelisa检测试剂盒方法测定P24核心抗原量,以Reed and Muench法计算药物对病毒生长抑制率及半数有效浓度EC50。计算公式为:
, 百拇医药
    半数有效浓度(EC50)=lg-1[lgD-i(∑Pi-0.5)]

    其中D为药物最大浓度值,i为相邻剂量间比例的对数,P为药物对病毒生长的抑制率,结果见表1。

    表1 911体外对HIV-1急性感染MT4细胞的作用 组别

    药物浓度

    (μg.mL-1)

    P24抗原量

    (pg.mL-1)

    抑制率(%)
, 百拇医药
    对照孔

    911

    AZT

    -

    15.0

    9.0

    5.4

    3.24

    1.94

    1.0μΜ

    264.76

    11.33

    30.69
, http://www.100md.com
    48.40

    205.13

    265.00

    0.00

    -

    95.72

    88.41

    81.72

    22.52

    0.00

    100.00

    计算EC50为:EC50=lg-1[lg15.0-lg10/6×(2.885-0.5)]
, 百拇医药
    =4.44(μg.mL-1)

    2.1.2 911体外对H9细胞内HIV-1复制(慢性感染)的抑制作用

    取体外传代对数期生长的H9细胞,显微镜下计数,取500万个细胞与10000 TCID50HIV-1于37℃共同孵育90min,离心洗涤2次,调整细胞浓度为5×105mL-1,96孔培养板中每孔100μL与不同浓度的药物100μL共同培养,每个浓度设3个复孔,同时设阴性及阳性(AZT)对照孔,培养9d,取培养上清液按照P24核心抗原Microelisa检测试剂盒方法测定P24核心抗原量,计算药物对病毒生长抑制率及半数有效浓度EC50。结果见表2。表2 911对H9细胞内HIV-1复制(慢性感染)的抑制作用 组别
, http://www.100md.com
    药物浓度

    (μg.mL-1)

    P24抗原量

    (pg.mL-1

    抑制率(%)

    对照孔

    911

    AZT

    -

    2.0

    1.0

, 百拇医药     0.5

    0.25

    0.125

    0.5

    142.50

    0.00

    6.38

    16.82

    99.63

    138.26

    0.00

    -

    100.00
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    95.52

    88.20

    30.08

    2.98

    100.00

    计算EC50为:EC50=lg-1[lg2.0-lg2×(3.1678-0.5)]

    =0.32(μg.mL-1)

    2.2 911的体外毒性实验

    2.2.1 911体外对MT4细胞的毒性实验[9]
, 百拇医药
    取对数期生长的MT4细胞,调整细胞浓度为5×105mL,96孔培养板每孔100μL与不同浓度药物100μL于37℃、5%CO2、饱和湿度条件下共同培养4d,同时设阴性对照孔。采用MTT法测各孔吸光度,计算半数中毒浓度TC50、治疗指数TI。TC50计算公式为:

    半数中毒浓度(TC50)=lg-1[lgD-i(∑Pi-0.5)]

    其中D为药物最大浓度值,i为相邻剂量间比例的对数,P为药物对细胞生长的抑制率,P=(对照孔A570-实验孔A570)/对照孔A570

    结果见表3。表3 911体外对MT4细胞的毒性 编 号
, 百拇医药
    0

    1

    2

    3

    4

    5

    药物浓度

    (mg.ml-1)

    0

    1.563

    3.125

    6.250

    12.500
, 百拇医药
    25.000

    A570

    1.106

    0.900

    0.842

    0.693

    0.463

    0.216

    抑制率(%)

    0

    18.6

    23.9

    37.3
, 百拇医药
    58.1

    80.5

    对MT4细胞的半数中毒浓度(TC50)为:

    TC50=lg-1[lg25.0-lg1×(2.184-0.5)]

    =lg-10.8910=7.78(mg/ml)

    治疗指数为:TI=TC50/EC50=7.78×103/4.44=1752

    2.2.2 911体外对H9细胞的毒性实验

    取对数期生长的H9细胞,调整细胞浓度为5×105..mL-1;,96孔培养板每孔100μL与不同药物100μL于37℃、5%CO2、饱和湿度条件下共同培养4d,同时设阴性对照孔。采用MTT法测各孔吸光度,计算半数中毒浓度TC50、治疗指数TI。结果见表4。表4 911体外对H9细胞的毒性 编 号
, http://www.100md.com
    0

    1

    2

    3

    4

    5

    药物浓度

    (mg.ml-1)

    0

    1.563

    3.125

    6.250

    12.500
, 百拇医药
    25.000

    A570

    0.884

    0.877

    0.723

    0.515

    0.200

    0.122

    抑制率(%)

    0

    0.8

    18.2

    41.7
, 百拇医药
    77.4

    86.2

    对H9细胞的半数中毒浓度为:

    TC50=lg-1[lg25.0-lg2×(2.243-0.5)]

    =lg-10.8732=7.47(mg/ml)

    治疗指数为:TI=TC50/EC50=7.47×103/0.315=23714

    3 讨 论

    911体外对HIV-1的复制具有较强的抑制作用,EC50为4.44、0.315μg*mL-1,且对细胞的毒性较低(TC50为7.78、7.47mg.mL-1)。同时已经证实,911具有较好的免疫调节作用,可增强正常小鼠T、B淋巴细胞增殖反应能力,增强脾细胞产生IL-2、溶血素抗体及巨噬细胞产生IL-1的能力[10],是一类理想的有开发前途的抗AIDS药物。
, 百拇医药
    临床上用于治疗艾滋病的药物如AZT、ddC、ddI等由于存在骨髓抑制等严重毒副作用,且耐药性出现快[11],因此开发高效低毒抗艾滋病药物是目前研究的一个热点。多糖作为构成生物机体的重要结构物质,具有多种生物学功能。愈来愈多的研究表明,多糖类物质体外是HIV复制的强大抑制剂,但由于生物利用度低、抗凝活性强,体内疗效不显著[12]。911为低分子量海洋硫酸多糖类物质,口服易吸收,生物利用度高(80%);小鼠的半数致死量为23.02g.kg-1,Beagle犬连续口服6mo(250mg.kg-1)无明显毒副作用,对动物凝血指标未见明显影响(内部新药资料)。结果显示911克服了其他多糖类药物生物利用度低、抗凝活性强的缺点,将其开发成一类新型抗艾滋病新药前景广阔。

    本课题为国家海洋摚福叮硵资助项目,项目编号:819-04-02

, http://www.100md.com     参考文献

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    收稿日期:2000-03-23, 百拇医药