肝源性磷脂酰胆碱的分离纯化及其生物学功能的研究

肝源性磷脂酰胆碱的分离纯化及其生物学功能的研究

论文摘要

磷脂酰胆碱(phosphatidylcholine,PC)也称卵磷脂(lecithin)。系统名称为1 , 2-二酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱( 1,2-diacyl-sn-glycero- 3-phosphocholine)。诸多实验结果已经证明,PC不但参与维持生物膜正常的结构和功能,与细胞的生长、增殖、分化及癌变密切相关,其降解产物还参与细胞的信号转导和代谢调控,具有防衰老、降血脂、健脑、保肝、抗肿瘤等多种生理作用。缩醛磷脂酰胆碱(plasmanylcholine,plas-PC)属于PC中的一类较为特殊的分子种,是一族醚甘油酯,结构中甘油骨架sn-1位置上含顺-α,β-不饱和醚(O-顺-α,β-烯醚键)(vinyl ether bond),主要存在于某些动物组织和单细胞生物中。它们是真核生物细胞膜的重要组分之一,其含量因组织细胞的特异性不同而有所不同。Plas-PC具有诸如介导细胞的融合,参与离子跨膜转运及胆固醇的运输,作为细胞第二信使的储存库等重要的生物学功能,其抗氧化和抗癌作用已经越来越受到了人们广泛的关注。我们实验室前期的研究表明,肝中催磷脂酰乙醇胺(phosphatidylethanolamine,PE)甲基化生成PC的磷脂酰乙醇胺甲基转移酶(PEMT)过表达能显著抑制肝癌细胞的生长并诱发凋亡,提示肝源PC可能具有抑制细胞增殖的作用。为了进一步研究肝源性磷脂酰胆碱的生理作用,开发其保健和医疗功效,本文重点研究了肝源性卵磷脂的工业化分离纯化方法和流程,分析了肝源性卵磷脂及其特异的缩醛卵磷脂分子种的结构,探讨了其可能的生物学功能。首先,建立了氧化铝柱色谱分离肝脏PC的简易方法。通过实验我们首次证明,以95%乙醇洗脱φ15mm的Al2O3色谱柱,可以实现肝脏磷脂诸多成分的分离,尤其是肝源性PC与PE的完全分离,并且在初步优化的实验室放大工艺条件下也达到了理想的分离效果,得到的PC纯度达到90%以上,为PC的工业化生产提供了技术支持。其次,利用MTT法测定了12.5μmol/L、25μmol/L、50μmol/L PC及plas-PC对大鼠肝癌CBRH-7919细胞增殖的影响并与人白血病K562细胞作了比较。结果表明:(1)肝源PC及plas-PC对大鼠肝癌CBRH-7919细胞的抑制作用明显高于K562细胞,并且存在时间剂量依赖关系;(2)由柱色谱获得的肝源PC对癌细胞的增殖抑制作用具有组织特异性,并且对特异癌细胞的增殖抑制存在时间剂量依赖性。第三,建立了反相高效液相色谱法(reversed-phase high performance liquid chromatography ,RP-HPLC)分离纯化肝源PC分子种的有效方法。考察了流动相中有机溶剂的种类、配比及流速对分离肝源性PC的影响。研究发现,在以甲醇为主的流动相中加入正己烷和醋酸铵有利于肝源性PC分子种的分离;甲醇-乙腈-水梯度洗脱不适于分离肝源性PC分子种。结果表明,采用Kromasil C18色谱柱(4.6mm×200mm,i.d.,5μm),以甲醇-正己烷-0.05mol/L醋酸铵-甘油(84:6:8:0.6,体积比)为流动相,在流速1.0ml/min、检测波长206nm、柱温35℃的条件下,实现了肝源性PC各组分的分离。所建立的方法灵敏,重复性高,为进一步采用液质连用技术研究肝源性PC不同分子种的结构奠定基础。第四,根据HPLC的分离结果,进一步对plas-PC的结构进行了鉴定。首先采用上述分离系统运用标准品初步确定plas-PC的保留时间为19.11min;然后收集肝脏plas-PC进行红外检测;最后采用Quattro Micro Tandem MS/MS系统对plas-PC进行ESI+分析,结果表明:采用以下实验条件,毛细管电压:3.00kV,锥孔电压:25V,离子源温度:120℃,脱溶剂气温度:350℃,质量范围:100~1000m/z,光电倍增器电压:650V,锥孔气体流速:0.83 L/min,溶解气体流速:6.7L/min,获得了plas-PC准确的分子结构信息。结果提示,本实验分析的肝脏plas-PC分子量为794Da,结构为sn1-18:0(O-烃基),sn2-20:4(O-酰基)。结论:(1)通过柱色谱法获得的肝源性磷脂酰胆碱,纯度可以达到90%以上;(2)肝源性PC能够显著抑制肝癌细胞的增殖;(3)肝源性PC的重要成份Plas-PC的分子量为794Da,sn1-18:0(O-烃基),sn2-20:4(O-酰基)。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 前言
  • 第一章 文献综述
  • 1.1 卵磷脂简介
  • 1.1.1 卵磷脂的来源及分布
  • 1.1.2 卵磷脂的结构
  • 1.1.3 卵磷脂的物化性质
  • 1.1.4 卵磷脂的生理活性
  • 1.1.5 卵磷脂的应用与国内外研究进展
  • 1.2 卵磷脂的分析检测方法
  • 1.2.1 磷脂总量的测定
  • 1.2.2 卵磷脂不同组分的定性、定量分析
  • 1.2.3 同一组分卵磷脂不同分子种类的定性、定量分析
  • 1.3 卵磷脂的制备方法
  • 1.3.1 溶剂法
  • 1.3.2 超滤法
  • 1.3.3 超临界二氧化碳萃取法
  • 1.3.4 柱色谱法
  • 1.3.5 其他方法
  • 1.4 缩醛磷脂简介
  • 1.4.1 缩醛磷脂的结构与分布
  • 1.4.2 缩醛磷脂的生物学功能
  • 1.4.3 缩醛磷脂的研究进展
  • 第二章 氧化铝柱色谱法精致 PC
  • 2.1 实验部分
  • 2.1.1 仪器与试剂
  • 2.1.2 色谱柱的制备及样品处理
  • 2.1.3 肝脏总脂的提取
  • 2.1.4 磷脂的定量
  • 2.1.5 薄板色谱检测及 PC 纯度、回收率的计算
  • 2.2 实验结果
  • 2.3 讨论
  • 2.4 实验室放大工艺
  • 2.4.1 仪器与试剂
  • 2.4.2 实验结果
  • 2.4.3 整体流程
  • 2.5 结论
  • 第三章 肝源 PC 及plas-PC 的生物学功能
  • 3.1 实验部分
  • 3.1.1 实验材料与仪器
  • 3.1.2 试剂配置
  • 3.1.3 细胞培养
  • 3.1.4 MTT 法测定肝源性 PC/plas-PC 对癌细胞增殖的影响
  • 3.1.5 细胞倍增时间的测定
  • 3.1.6 蛋白质免疫印迹杂交(Western blot)
  • 3.2 结果与讨论
  • 3.2.1 柱色谱法制备的肝源 PC 生物活性分析
  • 3.2.2 plas-PC 的生物活性分析
  • 第四章 反相高效液相色谱法分离纯化肝源性磷脂酰胆碱分子种及缩醛磷脂酰胆碱结构分析
  • 4.1 实验部分
  • 4.1.1 仪器和试剂
  • 4.1.2 流动相的配制
  • 4.1.3 色谱条件
  • 4.1.4 缩醛磷脂的 TLC 检测
  • 4.1.5 缩醛磷脂含量的测定
  • 4.1.6 质谱(mass spectrometry,MS)条件
  • 4.2 结果与讨论
  • 4.2.1 固定相的选择
  • 4.2.2 流动相配比对肝源 PC 分离的影响
  • 4.2.3 流动相流速对肝源 PC 分离的影响
  • 4.2.4 精密度与稳定性实验
  • 4.2.5 TLC定性缩醛磷脂的检测结果
  • 4.2.6 肝源PC分子种的脂肪酸组成
  • 4.2.7 plas-PC分子结构
  • 4.3 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录
  • 相关论文文献

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