Shikonin紫草素抑制剂

　　Shikonin是中草药紫草的主要成分。Shikonin是一种有效的TMEM16A氯化物通道(chloride channel)抑制剂，IC50为6.5μM。Shikonin是一种特异的丙酮酸激酶M2(PKM2)抑制剂，还可以抑制TNF-α和NF-κB途径。Shikonin通过抑制糖酵解降低外泌体(exosome)的分泌。Shikonin抑制AIM2炎性体活化。

 

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　　Shikonin紫草素抑制剂的生物活性

 

　　体外研究

 

　　紫草素是TMEM16A氯离子通道的抑制剂，IC50值为6.5μM。紫草素也是PKM2的特异性抑制剂，同时能够抑制肿瘤坏死因子-α(TNF-α)，并阻止核因子-κB(NF-κB)途径的激活。紫草素在浓度高于50μM时，显著抑制正常人角质形成细胞(NHKs)的生存力，与对照组相比(P<0.05)。用紫草素预处理2小时可以减轻TNF-α诱导的NF-κB p65核转位。用5和7.5μM的紫草素处理从12小时开始显著抑制细胞活力，并且抑制效果以时间依赖模式呈现，与0小时组在两种细胞系中进行比较。研究发现，5μM的紫草素在24到48小时内显示出比2.5μM更大的抑制效果。当用2.5、5和7.5μM的紫草素处理，在24和48小时时(U87和U251细胞的侵袭性显著降低，与对照组相比(P<0.01)。

 

　　体内研究

 

　　紫草素显著抑制了大鼠骨关节炎模型中IL-1β和TNF-α表达水平的增加，与骨关节炎组相比(P<0.01)。在大鼠骨关节炎模型中，紫草素显著抑制了NF-κB蛋白的表达水平，与骨关节炎组相比(P<0.01)。在大鼠骨关节炎模型中，使用紫草素治疗可以抑制iNOS水平的诱导，与骨关节炎组相比(P<0.01)。紫草素的给药明显削弱了大鼠骨关节炎模型中COX-2蛋白表达的上调，与骨关节炎组相比(P<0.01)。在大鼠骨关节炎模型中，紫草素治疗显著减少了caspase-3活性的增加，与骨关节炎组相比(P<0.01)。在大鼠骨关节炎模型中，也观察到紫草素治疗显著恢复了Akt磷酸化的下调，与骨关节炎组相比(P<0.01)。

 

　　实验参考方法

 

　　细胞测定

 

　　U87和U251细胞以1×104细胞/孔的密度接种到96孔板中，在标准DMEM中在标准条件下（37℃和5％的CO2）孵育24小时。然后，将培养基替换为空白、无血清DMEM或含有紫草素的DMEM，浓度为2.5、5、和7.5μM。每孔的总体积为200微升。最后，轻轻摇动板子并使用酶标仪记录570 nm(OD570)的光学密度。至少进行三次独立实验。

 

　　动物实验

 

　　本研究中使用了健康的雄性Sprague-Dawley大鼠（n=30；年龄为8至10周，体重为250至300克）。大鼠被随机分配到三组：假手术组（n=10），骨关节炎模型组（n=10）和紫草素治疗组（n=10）。在假手术组中，只将麻醉大鼠的右膝关节在无菌条件下暴露，并用0.1毫升/100克的生理盐水（腹腔注射）处理大鼠。在骨关节炎模型组中，骨关节炎模型大鼠被用0.1毫升/100克的生理盐水（腹腔注射）处理。在紫草素处理组中，骨关节炎模型大鼠在骨关节炎建模后的4天内每天用10毫克/公斤的紫草素（腹腔注射）处理一次。