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黄花倒水莲对辐射损伤小鼠防护作用的研究



全 文 :[收稿日期] 20130514(007)
[基金项目] 广西教育厅 2011 年科研基金项目(200103YB121) ;玉林师范学院高层次人才科研启动基金项目(G20120017)
[通讯作者] 王晓平,教授,从事天然药物性能研究,Tel:0775-2679937,E-mail:sywxp@ 163. com
黄花倒水莲对辐射损伤小鼠防护作用的研究
王晓平* ,黄翔,赵仕花
( 玉林师范学院,广西 玉林 537000)
[摘要] 目的:初步探讨黄花倒水莲提取物对小鼠辐射损伤的防护作用。方法:以辐射损伤小鼠作为研究对象,分别以
黄花倒水莲提取物 2,4,8 g·kg -1·d -1灌胃,阴性对照组、辐射模型组给予等量生理盐水。灌胃 5 d后,除阴性对照组外各组小
鼠接受 6 Gy的60Co γ射线一次性全身均匀照射,然后再继续灌胃 10 d,最后 1 次灌胃 24 h后,检测各组小鼠外周血中红细胞
数(RBC)、白细胞数(WBC)、血小板数(PLT)、淋巴细胞数(Lymph) ,计算脾指数和胸腺指数,用单细胞凝胶电泳技术检测小鼠
脾细胞、骨髓细胞的 DNA损伤。结果:与阴性对照组比,辐射模型组、黄花倒水莲各剂量组小鼠的 RBC 数、WBC 数、PLT 数、
Lymph数、胸腺指数、脾指数明显减少(P < 0. 01 或 P < 0. 05) ,脾细胞、骨髓细胞的尾部 DNA百分率(Tail DNA%)和尾矩(Tail
Moment)明显增大(P < 0. 01 或 P < 0. 05) ;但与辐射模型组比,黄花倒水莲各剂量组小鼠的 RBC 数、WBC 数、PLT 数、Lymph
数、胸腺指数、脾指数明显增加(P < 0. 01 或 P < 0. 05) ,脾细胞、骨髓细胞的 Tail DNA%和 Tail Moment明显减少(P < 0. 01) ,存
在剂量-反应关系。结论:黄花倒水莲提取物对辐射所致小鼠造血系统和免疫器官损伤有一定的防护作用。
[关键词] 黄花倒水莲;60Co γ射线;辐射损伤;防护作用
[中图分类号] R285. 5 [文献标识码] A [文章编号] 1005-9903(2013)19-0234-04
[doi] 10. 11653 /syfj2013190234
Protective Effect of Polygala fallax in Radiation Injured Mice
WANG Xiao-ping* ,HUANG Xiang,ZHAO Shi-hua
(Yulin Normal University,Yulin 537000,China)
[Abstract] Objective:To discuss protective effect of polygala fallax in radiation injured mice. Method:
Polygala fallax extract was given at dose of 2,4,8 g·kg -1·d -1 respectively,negative control group add equivalent
normal saline as control group. After 5 days of administration, in addition to the negative control group.
micereceived disposable irradiate 6 Gy of 60Co γ radiation uniformly,administration lasted 10 days. 24 h after end
administration,red blood cell count (RBC) ,white blood cell count (WBC) ,platelet count (PLT) ,lymphocytes
(Lymph) ,spleen index and thymus index,DNA damage of spleen cells and marrow cells were observed. Result:
Compared with the negative control group,P. fallax decreased RBC,WBC,PLT,lymph thymus index,spleen
index (P < 0. 01 or P < 0. 05) ,and increased spleen cells in bone marrow cells percentage of tail DNA and tail
moment significantly (P < 0. 01 or P < 0. 05). But compared with the control group,P. fallax increased RBC
count WBC PLT,Lymph thymus index,spleen index significantly (P < 0. 01 or P < 0. 05) ,and decreased spleen
cells in bone marrow cells percentage of tail DNA and Tail Moment significantly (P < 0. 01). There is dose-
response relationship. Conclusion:P. fallax extract have certain protective effect on hemopoietic system and
immune organs in mice caused by radiation injury.
[Key words] Polygala fallax;60Co gamma rays;radiation injury;protective effect
黄花倒水莲又名黄花远志、黄花参、吊吊黄、鸡 仔树等,为远志科远志属植物[1],主要分布于江西、
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第 19 卷第 19 期
2013 年 10 月
中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol. 19,No. 19
Oct.,2013
广东、广西和云南等地,以根或全草入药,是瑶、苗、
壮等少数民族常用的民间药物。其味甘,性平,具补
益、强壮、祛湿、散瘀之功效,治疗病后体虚、腰膝酸
痛、跌打损伤、急慢性肝炎[2]。该植物含有皂苷、多
糖、酮类、有机酸和氨基酸等多种活性成分[3],具有
抗衰老、抗应激、降血脂、调节免疫等[4-8]作用。近年
来的研究还表明,黄花倒水莲各组分均有一定的清除
自由基作用及抗氧化活性[9]。目前尚未见到关于其
在辐射防护方面的报道。本文以60 Co γ 射线照射小
鼠建立辐射损伤模型,从造血系统和免疫器官多个指
标探讨黄花倒水莲提取物的辐射防护作用。
1 材料
1. 1 动物 SPF 级昆明种雄性小鼠 40 只,体重
(20 ± 2)g,由广西医科大学医学实验动物中心提
供,实验动物生产许可证号 SCXK(桂)2009-0002。
1. 2 药物与试剂 黄花倒水莲根(购于广西玉林
市中药材公司,经玉林师范学院制药工程教研室陈
晓白教授鉴定为 Polygala fallax Hemsl.的根) ;低熔
点琼脂糖(LMA,批号 97R10105) ,正常熔点琼脂糖
(NMA,批 号 09010230 ) ,TritonX-100 (批 号
20110329) ,北京鼎国昌盛生物技术有限责任公司;
十二烷基肌氨酸钠(SLS,批号 20100327,Sigma 公司
产品;二甲基亚砜(DMSO,批号 20111027) ,天津市
永大化学试剂有限公司) ;乙二胺四乙酸二钠
(Na2EDTA,批号 0110108,上海实验试剂有限公
司) ;三 羟 甲 基 氨 基 甲 烷 (Tris-base,批 号
17410C100,国药集团化学试剂有限公司) ;氢氧化
钠(NaOH,批号 20110511,广东光华科技股份有限
公司) ;氯化钠(NaCl,批号 100415,西陇化工股份有
限公司)。
1. 3 仪器 BX51TR-32FB3F01 型奥林巴斯正置荧
光相差生物显微镜(日本 Olympus 公司) ,FYC-50H
型回转式钴-60 放射治疗机(上海正用核子仪器
厂) ,FA1104N型电子分析天平(上海精密科学仪
器有限公司) ,L420 型台式低速离心机(长江湘仪离
心机有限公司) ,DYY-III33A 型电泳槽、DYY-12 型
电泳仪(北京六一仪器厂) ,Dimension Rxl Max型全
自动生化分析仪(美国德灵公司)。
2 方法
2. 1 黄花倒水莲灌胃液的制备 将黄花倒水莲剪
碎,放入 60 ℃烘箱内烘干 7 h,冷却后放入万能粉碎
机粉碎 3 次(3 min /次)后过 60 目筛,得到黄花倒水
莲细粉。称取黄花倒水莲粉末 200 g,加双蒸水过液
面 2 cm,煮沸 2 次,30 min /次。合并滤液浓缩至
400 mL,加 3 倍量 95%的乙醇,放冰箱静置,次日减
压过滤,并回收滤液中乙醇,继续浓缩滤液得无醇味
的提取物[6]。提取物加双蒸水至 200 mL 使药液为
相当于生药 1 g·mL -1,置冰箱中备用。用时加蒸馏
水稀释至所需浓度。
2. 2 动物分组和处理 40 只小鼠,适应性饲养 7 d
后,随机分为阴性对照组、辐射模型组、黄花倒水莲
各剂量组,每组 8 只。黄花倒水莲各剂量组分别以
黄花倒水莲提取物 2,4,8 g·kg -1灌胃,阴性对照组、
辐射模型组给予等量生理盐水。灌胃 5 d 后,除阴
性对照组外各组小鼠接受 6 Gy的60Coγ射线一次性
全身均匀照射,然后再继续灌胃 10 d,最后 1 次灌胃
24 h后,所有小鼠摘眼球取血,抗凝,并颈椎脱臼处
死小鼠取材进行相关的检测。
2. 3 血象分析 用全自动生化分析仪检测外周血
中红细胞数(RBC)、白细胞数(WBC)、血小板数
(PLT)、淋巴细胞数(Lymph)。
2. 4 免疫器官指数的计算 处死小鼠后,快速、完
整取出脾脏和胸腺,用 37 ℃生理盐水清洗,去除血
液,用滤纸吸干后称重,计算脏器指数(脏器指数 =
脏器重 /体重) ,用“mg·g -1”表示。
2. 5 小鼠脾细胞、骨髓细胞 DNA损伤的检测
2. 5. 1 细胞悬液的制备 脾细胞悬液的制备:取脾
脏放于玻璃平皿,用 37 ℃生理盐水洗 2 遍,去除表
面血迹,然后用眼科剪尽量剪碎脏器,以一定量的
37 ℃生理盐水稀释后,用 2 层擦镜纸过滤,收集细
胞液于离心管中,1 000 r·min -1离心 5 min,废弃上
清液,将离心管底部细胞用 37 ℃生理盐水重悬浮,
调整脾细胞密度为105 ~ 106 个 /mL。
骨髓细胞悬液的制备:取小鼠股骨,剔尽肌肉,
用眼科剪将股骨从骨干中间剪断,再用 2 mL注射器
进行骨髓腔冲洗,直到骨头发白,收集冲洗下的细胞
悬液,用 2 层擦镜纸过滤 2 次置于离心管中,1 000
r·min -1离心 5 min,重悬。调整骨髓细胞密度为
105 ~ 106 个 /mL。
2. 5. 2 单细胞凝胶电泳试验 参照 Singh 等[10]的
方法略加改进,其原理是 DNA 在碱性条件下解旋,
DNA断片在电泳电场中移动形成彗星状图像,移动
的程度直接反映 DNA分子的损伤程度。电泳条件:
19 V,190 mA电泳 20 min。用 5 mg·L -1溴化乙锭染
色,在荧光显微镜下阅片。细胞图像由 CCD 拍摄,
每只小鼠随机选择 50 个细胞,用 CASP 彗星图像分
析软件自动分析,选取彗星细胞尾部 DNA 百分率
(tail DNA)和尾矩(tail moment)作为分析指标,Tail
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王晓平,等:黄花倒水莲对辐射损伤小鼠防护作用的研究
DNA为单一的彗尾强度指标,Tail Moment 为彗尾
DNA百分率和彗尾长度的乘积。以上步骤在暗处
进行,避免其他原因所致的 DNA损伤。
2. 6 统计学处理 应用 Origin 7. 5 统计分析软件,
进行双侧 t 检验,结果以 珋x ± s 表示。P < 0. 05 为有
统计学意义。
3 结果
3. 1 对辐射小鼠血象的影响 经 6 Gy60Coγ 射线
照射后,小鼠 RBC,WBC,PLT,Lymph 数量明显减
少,辐射模型组、黄花倒水莲各剂量组与阴性对照
组比 较,差 异 有 统 计 学 意 义 (P < 0. 01 或
P < 0. 05)。黄花倒水莲各剂量组小鼠 RBC,WBC,
PLT,Lymph 数量随黄花倒水莲剂量的增加而升
高,呈剂量依赖关系,黄花倒水莲各剂量组与辐射
模型组比较,存在统计学差异(P < 0. 01 或 P <
0. 05)。见表 1。
表 1 黄花倒水莲对辐射小鼠血象的影响(珋x ± s,n = 8)
组别 剂量 / g·kg -1 RBC / × 1012 /L WBC / × 109 /L PLT / × 109 /L Lymph / × 109 /L
阴性对照 - 9. 26 ± 0. 33 7. 79 ± 0. 28 980. 51 ± 29. 91 5. 15 ± 0. 29
辐射模型 - 6. 52 ± 0. 172) 1. 56 ± 0. 232) 272. 28 ± 17. 322) 0. 44 ± 0. 062)
黄花倒水莲 2 7. 36 ± 0. 212,3) 2. 44 ± 0. 162,3) 435. 92 ± 23. 802,4) 0. 68 ± 0. 052,3)
4 7. 67 ± 0. 262,4) 3. 57 ± 0. 182,4) 531. 55 ± 23. 092,4) 1. 27 ± 0. 152,4)
8 8. 17 ± 0. 311,4) 4. 55 ± 0. 212,4) 643. 19 ± 22. 282,4) 2. 11 ± 0. 242,4)
注:与阴性对照组比1)P < 0. 05,2)P < 0. 01;与辐射模型组比3)P < 0. 05,4)P < 0. 01(表 2 ~ 3 同)。
3. 2 对辐射小鼠免疫器官指数的影响 与阴性对
照组比较,辐射模型组、黄花倒水莲各剂量组小鼠脾
脏指数和胸腺指数均明显下降,差异有统计学意义
(P < 0. 01 或 P < 0. 05)。黄花倒水莲各剂量组小鼠
的脾及胸腺指数明显高于辐射模型组(P < 0. 01 或
P < 0. 05) ,并随黄花倒水莲浓度的升高其脾脏指数
及胸腺指数也逐渐增加,存在剂量-反应关系。见
表 2。
表 3 黄花倒水莲对辐射小鼠脾细胞、骨髓细胞 DNA的影响(珋x ± s,n = 8)
组别 剂量 / g·kg -1
脾细胞 骨髓细胞
tail DNA /% tail moment tail DNA /% tail moment
阴性对照 - 3. 49 ± 0. 54 0. 27 ± 0. 06 3. 87 ± 0. 46 0. 46 ± 0. 09
辐射模型 - 25. 79 ± 2. 832) 11. 39 ± 1. 982) 26. 42 ± 1. 792) 12. 73 ± 1. 602)
黄花倒水莲 2 16. 53 ± 1. 752,4) 4. 87 ± 0. 972,4) 16. 03 ± 1. 042,4) 5. 50 ± 0. 892,4)
4 10. 39 ± 1. 142,4) 1. 30 ± 0. 312,4) 10. 49 ± 0. 512,4) 1. 99 ± 0. 252,4)
8 5. 63 ± 0. 512,4) 0. 51 ± 0. 081,4) 6. 45 ± 0. 572,4) 0. 89 ± 0. 151,4)
表 2 黄花倒水莲对辐射小鼠免疫器官指数的影响(珋x ± s,n = 8)
mg·g - 1
组别
剂量
/ g·kg -1
脾脏指数 胸腺指数
阴性对照 - 3. 57 ± 0. 28 2. 43 ± 0. 15
辐射模型 - 1. 59 ± 0. 092) 0. 79 ± 0. 082)
黄花倒水莲 2 2. 04 ± 0. 142,3) 1. 05 ± 0. 072,3)
4 2. 43 ± 0. 112,4) 1. 24 ± 0. 102,4)
8 2. 84 ± 0. 121,4) 1. 59 ± 0. 162,4)
3. 3 对辐射小鼠脾细胞、骨髓细胞 DNA 损伤的影
响 经荧光染色后,阴性对照组的脾细胞、骨髓细胞
呈现圆形的荧光团。接受 6 Gy60 Coγ 射线照射后,
辐射模型组的细胞表现为尾长增加,尾部荧光强度
增强,细胞呈彗星样,提示 DNA 链断裂,细胞 DNA
受损严重,tail DNA%和 tail moment 与阴性对照组
相比明显增大(P < 0. 01)。黄花倒水莲低、中、高剂
量组小鼠脾细胞、骨髓细胞的尾长和尾部荧光强度
与辐射模型组相比均明显减小,其中高剂量组细胞
拖尾现象不典型,各剂量组的 tail DNA% 和 tail
moment虽高于阴性对照组(P < 0. 01 或 P < 0. 05) ,
但是也均明显低于辐射模型组(P < 0. 01) ,并存在
剂量-反应关系。见图 1,表 3。
4 讨论
造血系统是对辐射高度敏感的组织之一,受照
后造血干细胞急剧减少,使外周血中成熟血细胞来
源匮乏,反映在外周血象中为各类细胞均明显减
少[11]。本实验结果显示,经 6Gy 60Co γ射线照射后
各组小鼠的 RBC,WBC,PLT,Lymph 均显著减少,说
明小鼠造血系统明显受损。经过黄花倒水莲处理
后,各数值均比辐射模型组明显增高(P < 0. 01 或
P < 0. 05) ,提示黄花倒水莲对60 Co γ 射线辐射致小
鼠造血系统的损伤有一定的防护作用,可促进受辐
射损伤小鼠外周血象的恢复。
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第 19 卷第 19 期
2013 年 10 月
中国实验方剂学杂志
Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae
Vol. 19,No. 19
Oct.,2013
A.阴性对照组;B.辐射模型组;C.黄花倒水莲 2 g·kg -1;
D.黄花倒水莲 4 g·kg -1组;E.黄花倒水莲 8 g·kg -1组
图 1 不同处理组细胞单细胞凝胶电泳 (溴化乙锭染色,× 200)
胸腺和脾脏是机体重要的免疫器官,是辐射敏
感的细胞群[12]。本研究表明,照射后,胸腺系数、脾
脏系数均低于阴性对照组,说明辐射引起了小鼠脾
脏和胸腺的萎缩,造成了机体免疫系统的损伤。而
黄花倒水莲可使胸腺系数、脾脏系数升高,提示黄花
倒水莲可对抗60 Co γ 射线辐射而保护胸腺和脾脏,
提高机体的免疫功能。
DNA 是辐射直接影响的靶点,也是辐射所产生
的自由基间接攻击的目标,辐射可引起 DNA 断裂、
基因突变、染色体重组、细胞转化和细胞死亡等,也
导致造血细胞的增殖抑制[13]。造血组织中造血干
细胞增殖分化的中心环节是 DNA的合成;骨髓辐射
损伤的恢复是外周血细胞数量回升的前提。本实验
结果显示:60Co γ 射线造成了脾细胞和骨髓细胞的
DNA损伤,而黄花倒水莲能够使受照小鼠的脾细胞
和骨髓细胞 DNA的 tail DNA%和 tail moment降低,
提示黄花倒水莲对受照小鼠脾细胞和骨髓细胞的
DNA损伤有良好的修复作用,从而促进机体造血功
能和免疫损伤的恢复。
传统医学认为,放射线具有“火热毒邪”的特
点,辐射损伤表现为热毒炽盛、气血两虚和阴阳失调
等症状,具有清热解毒、活血化瘀、补血益气的多种
中草药均有不同程度的抗辐射作用[14]。中药黄花
倒水莲属于补益类中草药,具有补益气血、健脾祛
湿、活血散瘀等功效,含有丰富的总皂苷、黄酮类、多
糖等生物活性物质。许多学者的研究表明,天然植
物中的黄酮类、多糖类、皂苷类等活性成分对 γ 射
线、X射线、紫外线等多种射线造成的骨髓抑制、免
疫低下等具有很好的保护作用[15-17]。中药抗辐射
机制主要通过对造血系统、免疫系统的保护,清除自
由基、抗氧化、保护 DNA发挥作用[18]。黄花倒水莲
有增强免疫、抗氧化、清除自由基等作用,其化学成
分和药理活性可能是其对辐射损伤具有防护作用的
药效学基础。在后续的研究中,本课题组将对黄花
倒水莲的药效、抗辐射的有效成分及作用机制作进
一步研究。
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王晓平,等:黄花倒水莲对辐射损伤小鼠防护作用的研究
[责任编辑 聂淑琴]