全 文 ：* 基金项目:西藏科技厅科研基金(2010)
作者单位:1. 西藏民族学院医学院，陕西 咸阳 712082;2. 西藏大
学医学院
作者简介:李文华(1964 －) ，女，山西大同人，副教授，本科，研究方
向:高原细胞生物与遗传学。
通讯作者:刘忠，E-mail:la12sa20@ yahoo． com． cn
【实验研究】
西藏红景天对高原肺水肿大鼠肺组织影响*
李文华1，刘忠2
摘 要:目的 观察藏药红景天对高原肺水肿大鼠肺组织的影响及其低氧诱导因子-1a(HIF-1a)表达变化。方法
将 50 只雄性 SD大鼠随机分为 5 组，对照、生理盐水、红景天组(西安，海拔 5m)、低氧组、红景天高原组(西藏那曲，
海拔 4500 m) ，光、电镜观察肺组织标本，免疫组化法检测肺组织 HIF-1a表达，反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)方法
检测动物肺组织 HIF-1a mRNA表达变化。结果 低氧组肺组织显微和超微结构出现明显的高原肺水肿，红景天组高
原肺水肿明显减轻;肺组织内未见 HIF-1a蛋白表达;红景天高原组 HIF-1a mRNA(0. 463 ± 0. 069)表达明显高于对照
组(0. 231 ± 0. 037)和低氧组(0. 219 ± 0. 047) (P ＜ 0. 01)。结论 藏药红景天可提高对大鼠肺组织 HIF-1a mRNA 表
达，有利于减轻大鼠低氧性高原肺水肿。
关键词:大鼠;红景天;高原肺水肿;超微结构;低氧诱导因子-1a(HIF-1a)
中图分类号:R 541. 6 + 3 文献标志码:A 文章编号:1001-0580(2011)08-1004-03
Effects of Rhodiola tibetica on lung tissue of rats with high altitude pulmonary edema LI Wen-hua，LIU Zhong． Medi-
cal College，Tibet University for Nationalities(Xianyang 712082，China)
Abstract:Objective To observe the effects of Rhodiola tibetica(R． tibetica)on lung tissue of rats with high altitude
pulmonary edema and the expression of hypoxia-inducible factor-1a(HIF-1a)in the rats．Methods Totally 50 male SD rats
were randomly divided into 5 groups:control group，normal saline treatment group，R． tibetica acclimatization group at low
altitude(in Xian area with the altitude of 5 meters) ，hypoxia group，and R． tibetica acclimatization group at high altitude(in
Naqu area with the altitude of 4500 meters)． The changes of lung tissue of the rats were observed with light and electron mi-
croscope． HIF-1 expression in lung tissue was detected with immunohistochemical method and HIF-1a mRNA in lung tissue
was determined with reverse transcriplase-PCR(RT-PCR)． Results Observations of microstructure and ultrastructure of
lung tissues revealed obvious high altitude edema in hypoxia groups and the mitigated edema in R． tibetica acclimatization
group was observed． The expression of HIF-1a mRNA of R． tibetica acclimatization group at high altitude was significantly
higher than that of control group and hypoxia group(0. 463 ± 0. 069 vs 0. 231 ± 0. 037 and 0. 219 ± 0. 047，P ＜ 0. 001)． Con-
clusion R． tibetica can increase the expression of HIF-1a mRNA in lung tissue and mitigate high altitude pulmonary edema
in hypoxic rats．
Key words:rat;Rhodiola tibetica;high altitude pulmonary edema;ultrastructure;HIF-1a
高原肺水肿(high altitude pulmonary edema，HAPE)是由
高原低压缺氧所诱发的一种严重危及生命的急性高原病，其
共同特征表现为肺动脉高压及毛细血管通透性改变。低氧习
服(hypoxic preconditioning)是指人或动物的组织器官经过 1
次或多次短暂、非致死性低氧刺激后，组织器官获得的对更严
重甚至致死性缺血或缺氧的较为长久的耐受性。低氧习服是
组织、细胞水平对于高原环境的根本性适应，寻求代替低氧习
服过程药物，已成为高原医学研究的重要内容。低氧诱导因
子 － 1a(hypoxia inducible factor-l，HIF-1a)是近年来发现的介
导哺乳动物细胞适应低氧环境的核转录因子，西藏红景天
(Rhodiola tibetica)是青藏高原特有的天然药用植物，红景天
生长于海拔 2 500 ～ 4 000m 的高寒缺氧地区。有关红景天抗
缺氧、抗疲劳的研究国内已有报道〔1 － 3〕。本研究通过观察红
景天对高原肺水肿大鼠肺组织细胞改变和 HIF － 1a表达的影
响，进一步探讨 HAPE发病机制及红景天代替低氧习服的可
能性。
1 材料与方法
1. 1 实验动物 50 只体重 246 ～ 285g 的清洁级雄性 SD 大
鼠(西安交通大学动物中心) ，动物合格证号:陕医动字第
08005。全部大鼠饲养条件一致，自由摄食，喂以大鼠标准饲
料(西安交通大学动物中心) ，饮用蒸馏水。
1. 2 分组与处理 将大鼠随机分成 5 组，每组 10 只，分别为
对照、生理盐水、低氧、红景天、红景天高原组。各组大鼠平原
室温下喂养，自由进食饮水;生理盐水与低氧组腹腔注射生理
盐水 4mL /kg，红景天、红景天高原组腹腔注射红景天生药
40g /kg，每天 1 次，连续 7d;生理盐水与红景天组于第 7d注射
后 24h处死动物;低氧与红景天高原组大鼠于第 8d快速送到
西藏那曲(海拔 4500m)低氧 24h 后处死。大鼠处死前麻醉，
下腔静脉取血 2mL，离心分离血浆，冻存封管存入液氮保存备
用。开胸摘取肺脏，然后将组织迅速放入液氮中保存。
1. 3 仪器与试剂 Lambda Bio － 20 紫外分光光度仪(美国
Perkin Elmer公司) ;PTC － 200 DNA 扩增仪(美国 MJ 公司) ;
AlphaImager2200 凝胶成像系统(美国 Alpha Innoteeh 公司) ;
电泳仪(美国 Bio － Rad公司) ;Tecnai F20 super － twin透射电
镜(荷兰 FEI公司) ;台式冷冻离心机(德国 Eppendorf公司) ;
U—Quant酶标仪(美国 Bio － TER 仪器公司) ;免疫组化试剂
盒(北京中山生物技术有限公司) ;反转录聚合酶链式反应
(RT － PCR)试剂盒(北京鼎圆生物技术责任有限公司) ;对氨
基联苯胺试剂盒(武汉博士德生物工程有限公司) ;西藏红景
天(采自西藏那曲地区)按水醇法〔4〕提取留上清液，弃去沉
淀，浓度为生药 5g /mL。
1. 4 检测指标 光镜及电镜观察动物肺组织细胞结构变化，
方法同文献〔5〕;免疫组化法〔6〕检测大鼠肺组织 HIF-1a 蛋白
质表达变化;RT-PCR 方法检测大鼠肺组织 HIF-1a mRNA 表
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达变化，HIF-1a cDNA 引物序列参照文献〔3〕:上游引物:5-
AAGTCTAGGGATGCAGCAC-3;下游引物:5-CAAGATCAC-
CAGCATCTAG-3;扩增产物长度 175bp。
1. 5 统计分析 实验数据用(珋x ± s)表示，采用 SPSS 15. 5 统
计软件对数据进行处理，用单因素方差分析比较组间差异，检
验水准 α = 0. 05。
2 结 果
2. 1 各组大鼠肺组织结构改变(图 1 ～ 3) 对照和生理盐水
组肺泡腔清晰，肺泡隔结构正常;低氧组肺泡隔增宽，肺间质
疏松，毛细血管扩张充血明显，某些区域内可见肺泡腔内有粉
红色渗出物;红景天高原组肺泡腔清晰，肺泡隔结构基本正
常;部分区域可见肺间质增生及轻度肺气肿改变;与低氧组比
较，红景天组肺间质水肿程度有所减轻。
图 1 对照组大鼠肺组织病理改变
(苏木精 －伊红染色，×100)
图 2 低氧组大鼠肺组织病理改变
(苏木精 －伊红染色，×100)
图 3 红景天高原组大鼠肺组织病理改变
(苏木精 －伊红染色，×100)
2. 2 各组大鼠电镜超微结构改变 对照组肺结构正常;低氧
组肺泡隔明显增宽，肺泡隔内毛细血管口径不一，或扩张，或
变窄甚至闭锁，I 型肺泡细胞变薄，有时可见细胞膜损伤、断
裂，并形成髓鞘样结构;Ⅱ型肺泡细胞数量明显减少，细胞内
嗜锇性板层颗粒减少，排空现象增加;红景天组毛细血管充血
不明显，Ⅱ型肺泡细胞数量明显增多，嗜锇性板层颗粒明显增
多;与低氧组比较肺间质水肿明显减轻。
2. 3 红景天对大鼠肺组织 HIF-1a蛋白及 mRNA表达影响
大鼠腹腔注射红景天提取液后，肺组织内未见 HIF-1a蛋白表
达。HIF-1a mRNA在对照组(0. 247 ± 0. 093)有一定量表达，
低氧组(0. 219 ± 0. 047)表达不明显，红景天组 HIF-1a mRNA
(0. 463 ± 0. 069)表达明显高于对照组和低氧组(P ＜ 0. 01)。
注:最右侧泳道为 RNA maker，1、2、3 泳道
分别为对照组、低氧组、红景天组。
图 4 大鼠肺组织 HIF-1a mRNA表达变化
3 讨 论
高原肺水肿的发病机制至今不清，病理学将肺水肿分为
间质性和肺泡性肺水肿 2 种类型，后者属于更为严重的阶
段〔7〕。本研究结果显示，大鼠经红景天给药习服后，可以明
显减轻 HAPE发病的程度。低氧习服可以通过诱导 HIF-1a
表达来减轻大鼠 HAPE的程度，红景天处理与低氧习服作用
相似，习服后大鼠具有抵抗 HAPE能力，红景天给药习服有可
能代替低氧习服，以适应人群大规模快速进入高原前的准备。
低氧习服可以提高机体组织器官对低氧的耐受性。这个过程
目前认为是在细胞水平产生的内源性保护机制〔8〕。HIF-1 是
引发缺氧耐受的重要蛋白质分子，是哺乳动物不同组织、细胞
形成缺氧耐受的共同分子生物学机制〔9 － 10〕。生理情况下，
HIF-1 受低氧诱导表达并激活下游基因转录，介导细胞适应
低氧环境〔11〕。红景天的有效活性物质主要为红景天甙，通过
萃取、柱层析等手段可得到粗红景天甙。红景天能提高缺氧
耐力和有氧代谢能力，加速乳酸代谢，降低心肌耗氧量，改善
心力储备〔12〕，本研究结果表明，红景天组 HIF-1a mRNA 表达
均明显高于对照组和低氧组(P ＜ 0. 010) ，红景天具有从转录
水平调控 HIF-1a mRNA 表达能力。免疫组化方法未能检测
到 HIF-1a蛋白表达，其原因尚不清楚，可能是大鼠肺组织
HIF-1a表达量较低，致使免疫组化方法无法检测到，也可能
是肺组织细胞周围氧浓度可达 16%，HIF-1a 蛋白更容易降
解。研究表明 HIF-1a在组织器官氧浓度为 6%以下才出现明
显表达〔13〕。而常氧下一般肺外器官的细胞周围氧浓度约为
6%，因此更容易表达 HIF-1a。
参考文献
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－ 334．
收稿日期:2010-12-06 (解学魁编辑 宋艳萍校对)
作者单位:1．广西右江民族医学院预防医学系，广西 百色 533000;
2．广东药学院食品科学学院
作者简介:周敏(1974 －) ，女，广西博白人，讲师，硕士，主要从事预防
医学教学与研究工作。
【实验研究】
硒锰对 SiO2 致成纤维细胞 DNA损伤拮抗作用
周敏1，谈伟君2
摘 要:目的 观察氯化锰(MnCl2)、亚硒酸钠(Na2SeO3)及两者联合作用对二氧化硅(SiO2)致中国仓鼠肺成纤
维细胞(CHL)DNA损伤的影响，寻找两者的最佳剂量组合。方法 常规培养 CHL 细胞，同时加入 SiO2 及不同浓度
MnCl2 溶液、Na2SeO3 溶液、MnCl2 + Na2SeO3 溶液，培养 2 h后收获细胞，通过彗星试验检测 CHL细胞 DNA损伤情况。
结果 与 SiO2 组比较，MnCl2、Na2SeO3、MnCl2 + Na2SeO3 组的彗星细胞百分率和彗星尾长均明显下降(P ＜ 0. 05) ;
MnCl2 + Na2SeO3(1. 0 mg /L + 1. 0 μmol /L)联合作用效果最好，彗星细胞百分率与彗星尾长分别为(14. 50 ± 2. 88)%
和(28. 58 ± 1. 10)μm，明显低于 SiO2 组的(59. 50 ± 2. 35)%与(94. 83 ± 5. 19)μm(P ＜ 0. 05)。结论 MnCl2、Na2SeO3
及两者联合应用在体外可有效减轻 SiO2 粉尘致 CHL细胞的 DNA损伤作用。
关键词:二氧化硅;氯化锰;亚硒酸钠;彗星试验
中图分类号:R 329. 2 文献标志码:A 文章编号:1001-0580(2011)08-1006-02
Antagonism of selenium and manganese against fibroblast cell DNA damage induced by silicon dioxide ZHOU Min，
TAN Wei-jun． Department of Preventive Medicine，Youjiang Minority Medical College of Guangxi Zhuang Autonomos Re-
gion(Baise 533000，Chian)
Abstract:Objective To investigate the joint antagonism of manganese chloride and /or sodium selenite against DNA
damage induced by silicon dioxide in lung cells of Chinese hamster．Methods Fibroblast cells were cultured with silica and
manganese chloride(0. 25，0. 5 and 1. 0 mg /L)and /or sodium selenite(0. 5，1. 0 and 2. 0 μmol /L)． The damage was meas-
ured with comet assay． Results Manganese chloride and /or sodium selenite alone showed antagonism against DNA damage
induced by silicon dioxide in lung cells of Chinses hamster． The most effective dosages were 1. 0 mg /L of manganese chlo-
ride and 1. 0 mg /L of sodium selenite for the combined antagonism of the two elements． Conclusion Manganese chloride
and /or sodium selenite could reduce DNA damage induced by silicon dioxide in lung cells of Chinese hamster．
Key words:silicon dioxide;manganese chloride;sodium selenite;comet assay
硒、锰是机体必须的微量元素，参与体内多种酶的构成，
在清除自由基方面有重要作用，研究证明硒、锰在体外有一定
的拮抗二氧化硅(SiO2)粉尘致细胞 DNA 损伤作用
〔1 － 2〕。本
研究采用彗星试验进一步探讨亚硒酸钠(Na2SeO3)、氯化锰
(MnCl2)单独及联合作用对 SiO2 致中国仓鼠成纤维细胞
DNA 损伤的拮抗作用，寻找两者的最佳剂量组合。
1 与方法与方法
1. 1 主要试剂与仪器 标准 SiO2 粉尘(中国预防医学科学
院) ，游离 SiO2 含量 ＞ 97%，粉尘粒径 ＜ 5μm 占 95%;中国仓
鼠肺成纤维细胞系(Chinese hamster fibroblast cells，CHL) (上
海细胞研究所) ;Na2SeO3(金山兴塔化工厂) ;MnCl2(上海金
山兴塔美兴化工厂) ;RPMI1640 培养基干粉(日本制药株式
会社) ) ;新生小牛血清(杭州四季青公司) ;正常熔点琼脂糖
(上海第二生物有限公司) ，低熔点琼脂糖(美国 Sigma 公
司) ;EB(南京生兴生物技术有限公司)。CO2 培养箱 (香港
Heal Force Development公司) ;倒置显微镜(日本 Olympus 公
司) ;高级荧光显微镜及全自动照相系统(日本 Nikon 公司) ;
稳压稳流电泳仪(南京科宝公司)。
1. 2 细胞培养 中国仓鼠肺成纤维细胞株，用 RPMI1640 培
养基(含体积分数为 10%的小牛血清、2 mmol /L 的 L －谷氨
6001 中国公共卫生 2011 年 8 月第 27 卷第 8 期 Chin J Public Health Aug 2011 Vol． 27 No． 8