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沙枣总酚抗辐射活性研究



全 文 :巨噬细胞的酶活性。实验结果显示一定浓度的艾叶多糖能增强
ACP、NSE以及 SDH的活性。巨噬细胞受到刺激进一步分化成熟,
成为活化巨噬细胞,使细胞内多种酶活性显著增强,有效地执行其
运动、吞噬、对抗原的处理及活性物质的分泌等功能[8]。因此,实
验结果说明艾叶多糖对巨噬细胞具有激活作用,可使巨噬细胞的
ACP、NSE以及 SDH的活性增强,更有效地执行其免疫功能。可见
艾叶多糖对巨噬细胞具有免疫增强作用。研究发现生物活性多糖
具有多种免疫调节作用,提示艾叶多糖增强巨噬细胞胞内酶活性
可能是其免疫调节的部分药理作用,对巨噬细胞分泌细胞因子以
及对其它免疫细胞的调节作用有待进一步研究。
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收稿日期:2012-12-07; 修订日期:2013-05-03
基金项目:新疆维吾尔自治区自然科学基金( No. 2012211A027)
作者简介:杨建华( 1971-) ,男( 壮族) ,广西邕宁人,现任新疆医科大学第
一附属医院主任药师,副教授,博士学位,主要从事中药新药研究与开发
工作.
* 通讯作者简介:胡君萍( 1971-) ,女( 汉族) ,甘肃酒泉人,现任新疆医科
大学药学院教授,博士学位,主要从事天然药物研究与开发工作.
沙枣总酚抗辐射活性研究
杨建华1,2,闫 瑶1,胡君萍2* ,柳惠斌3,热娜·卡斯木2
(1.新疆医科大学第一附属医院,新疆 乌鲁木齐 830011;
2.新疆医科大学药学院,新疆 乌鲁木齐 830011;
3.新疆医科大学 附属肿瘤医院,新疆 乌鲁木齐 830011)
摘要:目的 对沙枣总酚的辐射防护作用进行研究。方法 采用不同剂量 X射线照射人皮肤成纤维细胞( Human Skin Fi-
broblasts,HSF) ,构建辐射损伤模型,以MTT法检测不同剂量沙枣总酚对 HSF增殖的影响。结果 X射线对 HSF的增殖抑
制作用与辐射剂量呈正相关。与 2、4、8 Gy辐射组比较,16 Gy辐射组增殖抑制作用有显著差异( P < 0. 01) 。采用 16 Gy
一次性 X射线照射构建辐射损伤模型,模型组与不同剂量沙枣总酚组在 2,24,48 h( 除 100 μg /ml - 48 h组以外) 时段均
有显著统计学差异( P < 0. 01) 。照射后 2 h,辐射防护作用呈现剂量依赖性,但各剂量给药组的辐射防护作用均随辐射
后时间延长而减弱。结论 X射线辐射对 HSF具有明显损伤作用,而沙枣总酚对其具有一定的保护作用。
关键词:沙枣; 总酚; 辐射防护; 人皮肤成纤维细胞
DOI标识:doi: 10. 3969 / j. issn. 1008-0805. 2013. 09. 026
中图分类号:R285. 5 文献标识码:A 文章编号:1008-0805( 2013) 09-2120-03
Anti - radiation activity screening of total polyphenols from Elaeagnus angustifolia Seeds
YANG Jian - hua1,2,YAN Yao1,HU Jun-ping2* ,LIU Hui-bin3,RENA Kasimu2
( 1. First Affiliated Hospital,Xinjiang Medical University,Urumqi 830011,China; 2. Pharmacy College,Xinjiang
Medical University,Urumqi 830011,China; 3. Affiliated Tumor Hospital,Xinjiang Medical University,Urumqi
830011,China)
Abstract: Objective To screen the anti - radiation activity of total polyphenols from Elaeagnus angustifolia seeds.Methods The
radiation injury model of Human skin fibroblasts ( HSF) were established by irradiating HSF with different dosages of X - ray,then
MTT assay was used to detect the cell's proliferation activity after being treated by different concentrations of total polyphenols. Re-
sults The proliferation inhibition effect of X - ray on HSF was positively correlated with the irradiated dose. This kind of effect in
16 Gy group was more significant compared with 2 Gy,4 Gy and 8 Gy groups ( P < 0. 01 ) respectively. Compared with model
group,after the cell was irradiated by 16 Gy X - ray,every total polyphenols group was statistically significant at all - time points
( P < 0. 01) except 100 μg /ml - 48 h. After irradiation for 2h,radiation protection effect became dose dependent,but the radiation
protection effect of the dosage groups decreased with the elongation of time. Conclusion X - ray irradiation can induce obvious
damage to HSF. Total polyphenols can protect HSF from radiation.
Key words: Elaeagnus angustifolia; Total polyphenols; Anti - radiation; Human skin fibroblasts
辐射对人体的危害较大,可引起机体从细胞损伤到整个机构
功能异常和器质性改变甚至死亡。多年来各国科学家一直致力
于抗辐射药物的研究,由于中药来源广、易获得、毒副作用小,人
们期望能从天然药物中寻找到理想的辐射防护剂。天然药物含
有多种成分,所以其抗辐射作用是多方面的,其作用机制主要包
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时珍国医国药 2013 年第 24 卷第 9 期 LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2013 VOL. 24 NO. 9
括对 DNA、免疫系统、造血系统的保护作用及抗自由基作用,能
够降低辐射对 DNA的损伤,促进外周血象恢复,促进造血系统功
能,抑制出血倾向,提高巨噬细胞吞噬率、吞噬指数和细胞面积,
促进淋巴细胞转化和 IL - 2 的分泌,抑制脂质过氧化反应等[1]。
植物多酚是一类广泛存在于植物体内的多酚类物质,具有抑菌、
抗病毒、抗肿瘤、抗氧化、抗炎等多方面的生物活性[2 ~ 4],目前开
发成功的葡萄籽多酚、茶多酚和苹果多酚等均有抗辐射作
用[5 ~ 7]。
沙枣(Elaeagnus angustifolia L.)为胡颓子科(Elaeagnus)胡颓
子属的落叶小乔木,是新疆、甘肃、宁夏等地的经济树种[8]。沙
枣果实具有一定营养价值和药用价值。沙枣富含鞣质,课题组前
期已建立了沙枣种子总酚的提取和纯化方法[9,10]。本文采用 X
射线照射人皮肤成纤维细胞(Human Skin Fibroblasts,HSF)构建
辐射损伤模型,以 MTT法检测不同剂量沙枣总酚对 HSF 增殖的
影响,探索沙枣总酚抗辐射活性,评价其辐射防护作用,以期对沙
枣资源的深入开发提供基础研究资料。
1 仪器与材料
1. 1 仪器 Benchmark Plus 全波长酶标仪(BIO - RAD 公司) ;
Varian 2300C /D医用直线加速器(美国 Varian公司)。
1. 2 试剂与药物 四甲基偶氮唑盐,美国 Sigma 公司产品,批号:
MKBF7873V;DMSO,上海生工公司产品,批号:SJ0412S4012J;胎
牛血清,上海生工公司产品,批号:LJ0816S0211Z;DMEM(Dulbec-
co's modified eagle medium,高糖)培养液,上海生工公司产品,批
号:LJ0905S1611J;沙枣总酚提取物,自制(沙枣果实去除果皮和
果肉,种子晾干后粉碎,过 40 目筛,按文献操作制备沙枣总酚提
取物[9,10],纯度为 51. 04%)。
2 方法
2. 1 细胞培养 HSF 购自上海复祥生物科技有限公司,在含
10%胎牛血清的 DMEM培养液中,5% CO2、37 ℃孵箱恒温培养,
选择对数生长期细胞进行实验。
2. 2 绘制 HSF生长曲线 收集对数生长期 HSF,调整细胞悬液
浓度至 2. 5 × 104 个 /ml,接种于 96 孔板,每孔 200 μl,置于 5%
CO2、37 ℃孵箱恒温培养。接种后每隔 24 h,采用 MTT 法,利用
全波长酶标仪检测 OD570,每组 6 个复孔,连续检测 8 天后绘制生
长曲线。
2. 3 HSF辐射损伤模型的建立 以直线加速器造辐射损伤模型。
实验分为 6 组:阴性对照组(不辐射)、2 Gy 组、4 Gy 组、8 Gy 组、
16 Gy组、32 Gy组。收集对数生长期 HSF,接种于 96 孔板,接种
方法同“2. 2”项下。5% CO2、37 ℃孵箱恒温培养 48 h后,除阴性
对照组外,其余各组按辐射剂量的不同,分别采用 6 MV X 射线
一次性辐射,辐射剂量率为 3 Gy /min,辐射野大小为 25 cm × 25
cm,辐射源距靶中心距离为 100 cm。辐射时,96 孔板上面放置 1
cm厚等效散射板,下面放置 3 cm 厚等效散射板。辐射后,分别
在 2,24,48,72 h 采用 MTT 法,检测各组细胞的 OD570,每组 6 个
复孔。
2. 4 不同剂量沙枣总酚抗辐射作用 实验分为 7 组:阴性对照组
(不辐射,不给药)、模型组(只辐射,不给药)、5 个剂量沙枣总酚
组(给药 +辐射,各药物均用含 10%胎牛血清的 DMEM 配制,终
浓度分别为 5,25,50,100,200 μg /ml)。按照“2. 2”项下方法接
种细胞,5% CO2、37 ℃孵箱恒温培养 48 h后,各药物干预组分别
给药。给药后 2 h,除阴性对照组外,其余各组均采用 6 MV 16 Gy
X射线一次性辐射,辐射条件同“2. 3”项下。辐射后,分别在 2,
24,48,72 h,采用 MTT法,检测各组细胞的 OD570,每组 6 个复孔。
2. 5 统计学处理 实验数据均为计量资料,以 珋x ± s 表示。应用
SPSS 13. 0 统计软件进行 t检验,P < 0. 05 为差异有统计学意义。
3 结果
3. 1 HSF的生长曲线 本实验中 HSF以 5 × 103 个 /孔接种于 96
孔板,细胞于第 6 天长满。生长曲线结果见图 1。1 ~ 6 d为指数
分裂期,6 ~ 8 d为平台期。该实验结果与文献报道基本一致[11]。
图 1 HSF生长曲线
3. 2 HSF辐射损伤模型 除 2 Gy /72 h 组外,其余各辐射组与阴
性对照组在相同时段比较,辐射组 HSF的增殖活性均明显降低,
差异有统计学意义(P < 0. 05 或 P < 0. 01)。在 24,48,72 h,X 射
线对 HSF 的增殖抑制作用均随辐射剂量的增大而增强
(见表 1)。而不同辐射剂量组 X 射线辐射后 24 h,对 HSF 增殖
抑制作用均最强(见图 2) ,其中除了 4 Gy /2 h 组外,其余辐射组
对 HSF的增殖抑制作用与平行辐射剂量 24 h 组相比,均具有统
计学差异(P < 0. 05 或 P < 0. 01)。由图 2 可知,32 Gy /24 h 组
的增殖抑制作用最明显,但 32 Gy组与 16 Gy 组在各个平行时段
比较时,两组对 HSF 的增殖活性影响无统计学差异。考虑到辐
射时间和成本,最终确定选择 16 Gy X射线一次性照射构建辐射
损伤 HSF模型。
表 1 不同辐射剂量辐射后各时间点 HSF增殖活性(珋x ± s)
分组
OD570
2 h 24 h 48 h 72 h
阴性对照组 0. 817 ± 0. 015 0. 972 ± 0. 044 1. 031 ± 0. 006 0. 965 ± 0. 043
2 Gy组 0. 759 ± 0. 0151) 0. 809 ± 0. 0171) 1. 002 ± 0. 0112) 0. 915 ± 0. 014
4 Gy组 0. 704 ± 0. 0141) 0. 809 ± 0. 0301) 0. 951 ± 0. 0091) 0. 863 ± 0. 0041)
8 Gy组 0. 721 ± 0. 0061) 0. 744 ± 0. 0221) 0. 918 ± 0. 0131) 0. 864 ± 0. 0031)
16 Gy组 0. 698 ± 0. 0221) 0. 708 ± 0. 0301) 0. 838 ± 0. 0221) 0. 833 ± 0. 0091)
32 Gy组 0. 683 ± 0. 0241) 0. 694 ± 0. 0171) 0. 809 ± 0. 0201) 0. 817 ± 0. 0061)
与阴性对照组比较,1)P <0. 01,2)P <0. 05;n =6
图 2 不同辐射剂量辐射后各时间点 HSF抑制率
3. 3 不同剂量沙枣总酚抗辐射作用 与模型组比较,不同浓度沙
枣总酚在 2,24,48 h(除 100 μg /ml - 48 h组以外)时段均能够显
著提高辐射损伤 HSF 的细胞增殖活性(P < 0. 01)。见表 2。照
射后 2 h,辐射防护作用随给药剂量的增大而增强,呈现剂量依赖
性,但各剂量给药组的辐射防护作用均随辐射后时间延长而减弱
(见图 3)。
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LISHIZHEN MEDICINE AND MATERIA MEDICA RESEARCH 2013 VOL. 24 NO. 9 时珍国医国药 2013 年第 24 卷第 9 期
表 2 16 Gy辐射后各组各时段 HSF增殖活性(珋x ± s)
分组
OD570
2 h 24 h 48 h 72 h
阴性对照组 0. 288 ± 0. 025 0. 287 ± 0. 019 0. 437 ± 0. 037 0. 576 ± 0. 075
模型组 0. 355 ± 0. 0221) 0. 297 ± 0. 032 0. 358 ± 0. 0201) 0. 425 ± 0. 0761)
5 μg /ml 0. 545 ± 0. 0152) 0. 575 ± 0. 0382) 0. 429 ± 0. 0242) 0. 448 ± 0. 039
25 μg /ml 0. 604 ± 0. 0192) 0. 574 ± 0. 0372) 0. 417 ± 0. 0242) 0. 407 ± 0. 037
50 μg /ml 0. 655 ± 0. 0322) 0. 651 ± 0. 0512) 0. 404 ± 0. 0272) 0. 425 ± 0. 041
100 μg /ml 0. 738 ± 0. 0362) 0. 651 ± 0. 0752) 0. 418 ± 0. 093 0. 477 ± 0. 043
200 μg /ml 0. 787 ± 0. 0342) 0. 545 ± 0. 0872) 0. 457 ± 0. 0592) 0. 512 ± 0. 0563)
模型组与阴性对照组比较,1)P < 0. 01;各药物组与模型组比较,2)P < 0. 01;
3)P <0. 05;n =6
图 3 不同浓度沙枣总酚干预后 HSF存活率
4 讨论
随着辐射技术在生产、科研、医疗、军事等方面的广泛应用,
人体受放射线辐射的机会越来越多,辐射对人体的危害也日趋明
显和严重。辐射对生物体具有相当大的危害,其可以直接作用于
DNA、蛋白质及酶类,引起电离激发化学键断裂,使分子变性和细
胞结构破坏;也可以作用于机体内水分子,使其发生水解,产生大
量具有强氧化性的自由基,间接使组织细胞变性、坏死,以致机体
代谢紊乱,引起免疫、神经和内分泌等系统的调节功能障碍。因
此,从抗氧化、清除自由基的角度寻找有效的辐射防护剂已成为
现代医药研发的一个重要思路[12]。
近年来从中药中发掘辐射防护剂成为抗辐射研究领域的新
热点。研究显示沙枣多糖具有一定的抗辐射作用,能增强辐射损
伤小鼠的免疫功能[13],但沙枣多酚抗辐射作用未见报道。沙枣
多酚是有效的抗氧化剂[14],基于此本研究对其辐射防护活性进
行了初步探讨。
皮肤组织作为在任何情况下接受外照射的必经途径,是被人
们最早认知的受到辐射损伤的组织[15]。皮肤中 HSF 是真皮的
主要功能细胞和结构基础,是辐射的重要靶位之一。HSF对辐射
损伤凋亡敏感,受到辐射后往往不再具备分裂生长的能力[16],从
而导致放射性皮肤损伤,因此本研究在细胞水平上选择 HSF 构
建了辐射损伤模型。
细胞增殖活性水平是反映细胞生命力强弱的一个重要指标。
当细胞发生氧化损伤时,细胞增殖活性可不同程度的降低。本文
以 X射线照射 HSF细胞构建辐射损伤模型,X 射线对 HSF 的增
殖抑制作用与辐射剂量呈正相关,其中 16 Gy辐射组增殖抑制作
用显著(P < 0. 01)。以 MTT法检测不同剂量沙枣总酚对 HSF增
殖的影响,结果显示沙枣总酚对损伤 HSF 具有一定的保护作用
(P < 0. 01) ,说明沙枣总酚具有一定的辐射防护作用,其作用机
制及其活性成分有待进一步深入研究。
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