骨关节炎(OA)是临床常见多发病,也是中老年人关节疼痛最常见原因,严重影响人类生活质量。中药甘草和人参为中医OA治疗方剂中的常用药,因多为组方用药,其活性成分及作用机制尚需阐明。已知OA发生与基质蛋白多糖(PG)合成减少密切相关,四糖片段葡萄糖醛酸-半乳糖-半乳糖-木糖作为底物,可促进PG决定性功能基团-糖胺聚糖(GAG)合成关键酶葡萄糖醛酸转移酶Ⅰ(GlcAT-I)和木糖转移酶Ⅰ(XT-I)活性。本课题组近期通过整体和细胞实验,证实甘草和人参粗多糖对大鼠OA有防治作用,并能促进GAG合成。本课题拟在此基础上,采用凝胶色谱系统对甘草和人参粗多糖进一步分离、纯化,围绕刺激基质PG合成途径,在细胞水平选取特异性指标筛选有效组分并确证其作用机制,再通过对所筛出具有共性机制的不同组分进行结构鉴定及对比分析,寻找甘草多糖和人参多糖防治OA共同结构基础和活性中心,为研制治疗OA的中药新药提供依据。
Osteoarthritis;Chinese medicine polysaccharid;glycosaminoglycan;glucuronyl transferase I;structural basis
骨关节炎(OA)是临床常见多发病,已知OA发生与基质蛋白多糖(PG)合成减少密切相关,四糖片段“葡萄糖醛酸-半乳糖-半乳糖-木糖”作为PG底物,可促进PG决定性功能基团-糖胺多糖(GAG)合成关键酶—葡萄糖醛酸转移酶Ⅰ(GlcAT-I)活性。中药甘草和人参为中医OA治疗方剂中的常用药,因多为组方用药,其活性成分及作用机制尚需阐明。本课题通过整体动物和离体细胞实验,证实了甘草和人参多糖对大鼠OA有防治作用1) 关节软骨大体评分和组织病理Mankin's评分提示,甘草多糖和人参多糖对大鼠OA关节软骨的形态结构有明显改善,显示出保护作用,并能显著增加关节软骨中GAG合成,与模型对照组相比,各浓度甘草多糖和人参多糖SOD活性增加,MDA含量降低;2) 各浓度甘草多糖和人参多糖对离体大鼠软骨细胞GAG合成均有明显促进作用,且能增加合成关键酶GlcAT-1mRNA表达。甘草多糖和人参多糖对OA关节软骨的保护机制可能是通过提供PG底物,促进合成关键酶表达,提高GAG的合成效率,从而促进软骨基质的生成,并通过抑制氧自由基对软骨细胞损害而抑制基质降解来实现的。3) 采用凝胶色谱系统对甘草和人参粗多糖以及另一种具有相同抗OA作用机制的植物多糖—当归多糖进一步分离、纯化,取得若干组分,并围绕刺激基质PG合成途径,在细胞水平选取特异性指标进行筛选,结果显示纯化得到的甘草多糖和人参多糖的组分抗OA活性弱,远不如粗多糖;当归多糖纯化组分(ASP1)具有较好抗OA作用。在此基础上,对这几种活性多糖进行了初步结构表征,基本含有构成PG四糖片段的单糖组成。该研究为后续研制和开发抗OA中药新药提供了实验基础,也将具有良好的社会效应和经济效益。