全 文 ：【论著】
苞叶雪莲水提物对小鼠生殖细胞辐射防护作用的研究
郭 娜 ,李文辉 ,张国良 ,丁 祥 ,王承红
中图分类号:A818 文献标识码:A 文章编号:1004-714X(2010)04-0394-03
【摘要】 目的 初步研究苞叶雪莲水提物对小鼠生殖细胞的辐射防护作用。方法 以辐射损伤小鼠作为研究
对象 , 分别给予不同剂量的苞叶雪莲水提物灌胃 14d后接受 4Gy的 X射线一次性全身照射 , 后继续灌胃 ,在照射后第
35天处死小鼠 , 测量小鼠精子畸形率。结果 各给药组 +照射组与照射组相比较 ,低剂量 、中剂量 、高剂量小鼠精子
畸形率低于照射组。其中 , 中剂量组和高剂量组明显低于照射组 , 差异有统计学意义 , P<0.05。结论 苞叶雪莲水提
物中的活性成分对小鼠的生殖细胞有一定程度的防辐射损伤作用。【关键词】 苞叶雪莲;防辐射损伤;精子畸形;辐射防护
InvestigationofRadioprotectiveEfectsofAqueousExtractofS.obval-lataDC.EdgewonSpermofMice.GUONa, LI
Wen-hui, ZHANGGuo-liang, etal.RadiationOncologyCenter, TheThirdAffiliatedHospitalofKunmingMedicalCol-legeKunming/YunnanCancerHospital, Kunming650118 China
【Abstract】 Objective TopreliminarilyexploretheradioprotectiveefectsoftheaqueousextractofS.obval-lataDC.
Edgewonthespermofmicefromradiationinjury.Methods Beforeirradiatedwith4 GyofX-ray, administeredthemiceweredifferentdosesofaqueousextractofS.obval-lataDC.Edgewfor14days.Drugswererespectivelygivendirectlytostomach
atdifferentdoseforlow, middleandhighdosegroups.35daysafterirradiation, miceweresacrificedandmeasuredthesperm
deformityrate.Results Eachtreatmentgroupwithirradiationgroupcomparedwiththeiradiatedgroup, Spermdeformityrateofthelowdose, middledoseandhighdosemicewaslowerthanthatofthemodelgroup, amongwhichinthedosegroupandhigh
dosegroupitwassignificantlylowerthanthatoftheexposuregroup, therewassignificantdiference, P<0.05.Conclusion The
naturalherbS.obval-lataDC.Edgewactiveingredienthavesomedegreeofradioprotectiveeffectsonthegermcellsinmice.【Keywords】 S.obval-lataDC.Edgew;RadiationDamage;SpermDeformity;RadiationProtection
基金项目:国家自然科学基金地区科学基金项目(30960439)云南省应用基础基金面上项目(2003C008R)
作者单位:昆明医学院第三附属医院云南省肿瘤医院 , 云南 昆明
650031;
作者简介:郭娜(1983～ ),女 ,河北石家庄人 ,硕士 ,住院医师 ,研究方向:
肿瘤放射治疗及肿瘤防护剂。通讯作者:李文辉 , 1946～ ,男 ,云南大理人 ,在读博士 ,硕士生导师 ,主任
医师 ,研究方向:肿瘤放射治疗及肿瘤防护剂。
苞叶雪莲(S.obval-lataDC.Edgew)为菊科植物凤毛菊属
(SaussureaDC)藏译音 “煞杜果古” 。一般生长在海拔 3 500 m
以上的高山流石滩上 ,主要分布于原苏联 、蒙古及我国的新疆 、
青海 、甘肃一带 ,是一种典型的高山植物和具有重要药用价值
的名贵中药材。其药性苦寒 , 具有消炎镇痛 、清热解毒 、舒经活
络补血益气 、养阴升白等作用 [ 1] 。刘春兰 [ 2]等研究发现本实验
所用的西藏苞叶雪莲含有黄酮类 、糖类 、萜类及其衍生物 、甾
体 、木脂素等多种化学成分 ,其中多糖具有抗疲劳 、抗缺氧及清
除自由基等作用 , 而总生物碱有抗肿瘤和促进细胞免疫的作
用。本文通过辐射损伤小鼠生殖细胞初步探讨苞叶雪莲提取
物的防辐射损伤药理作用。
1 材料与方法
1.1 材料 实验动物健康 SPF级 、6 ～ 8周龄 、体重(20±2)g,
昆明种雄性小鼠 50只 ,饲养温度 22 ～ 27℃, 12h光照 , 12h黑
暗。由昆明医学院实验动物中心提供。
1.2 实验药物及仪器 苞叶雪莲(产地西藏)由云南省中医中
药研究所提供 , 在云南大学天然药物教研室制成含生药浓度为
0.3g/ml的水提液 , 4℃冰箱保存待用。高氯酸 、苦味酸 、氯化钙
冰醋酸 、西门子直线加速器 、离心机 、普通光学显微镜 、分光光
度计 、电子天平等。
1.3 实验动物分组 将 50只小鼠按体重分层随机抽样分成
五组 , 即:空白组 , 造模组 ,低剂量给药组 ,中剂量组 , 高剂量组 ,
每组 10只分别以苦味酸标记以便区分 , 置于干燥清洁的塑料
笼中饲养。
1.4 药物配置及给药方式 将实验药物用 0.9%生理盐水配
置成相应浓度的溶液 , 4℃冰箱保存 ,根据小鼠体重 , 按 0.2ml/
10g计算给药量 , 钝针头灌胃给药 , 给药方式及剂量按小鼠体重
将实验药物分别给予:空白组 0.9%生理盐水灌胃而不照射;
造模组 0.9%的生理盐水灌胃同时照射;低剂量组:0.08g/(kg.
d);中剂量组:0.16 g/(kg.d);高剂量组:0.32g/(kg.d)均连
续灌胃 14d,第 15d除空白组外其余各组一次性全身照射 , 再连
续灌胃 35d(方法同前)。
1.5 照射方式 云南省肿瘤医院放疗中心 , 直线加速器射线
一次性全身照射 ,照射野 25cm×25cm,源皮距 SSD100cm, 剂量
4Gy(亚致死剂量),剂量率为 400 cGy/min。
1.6 指标测定及方法 脱臼处死小鼠后, 立即分离双侧附睾 ,
放入 37℃预温的盛有 1ml生理盐水(O.86%)的平皿中 ,用眼科
剪在附睾体部纵向剪开 3个切口 , 放入 37℃水浴箱中 30min,让
精子自由游出 [ 3] ,将稀释好的精液 ,滴于血细胞计数板上盖上盖
玻片 , 甲醇固定 , 2%伊红染色, 将制好的抹片置于 400倍显微镜
下 ,查数不同视野的 500个精子 ,求出畸形精子百分率:
畸形率 =畸形精子数 /检查的总精子数(正常 +畸形)×1000‰
1.7 统计学处理用 11.5 SPSS软件采用方差分析对实验数据
进行统计处理 ,以 P<0.05为有显著性差异。
2 结果
如表 1所示 ,与空白组比较 , 模型组 、低剂量组 、中剂量组 、
高剂量组精子畸形率显著升高 , 提示造模成功。低剂量 、中剂
量 、高剂量小鼠精子畸形率均低于模型组 , 差异有统计学意义 ,
P<0.05,且高剂量组与模型组比较 , P<0.01。从精子畸形率
数值上看 ,在照射及用药组中 , 高剂量组畸形率低于中剂量组 ,
中剂量组低于低剂量组 , 但差异无统计学意义 , P>0.05。在
400倍显微镜下观察各组精子畸形情况 , 镜下可见正常精子及
畸形精子(无钩 、无定形 、胖头 、双头 、尾折叠)见图 1。
3 讨论
放射防护和放射防护剂的研究在肿瘤治疗 、原子能工业 、
美容及许多日常生活中受到广泛重视。长期以来欧美等对防
辐射药物进行了大量的合成和研究 , 发现许多具有放射防护的
药物。一般分为含硫防辐射药 、香豆素衍生物 、有机磷化合物 、
聚离子高分子防辐射药 、细胞因子(GM-CSF、G-CSF等)和
天然防辐射药六大类。主要通过①清除自由基 、②降低组织氧
张力 ,减弱 “氧效应” 、③提供氢原子 , 抗氧化使靶分子迅速修
复 、④提高免疫力和 /或⑤诱导 DNA集聚和压缩等机制发生作
用。由于化学放射防护药物研究难度大 、临床应用要求高 , 经
费投入多 ,毒副反应重等原因 , 真正通过美国 FDA批准允许上
市使用的目前只有氯磷汀(Aminfostine), 仍然因为毒副反应
大 ,半衰期短 , 在临床和实际应用中有较大限制。早在上世纪
90年代 ,人们已开始对天然药物的研究表现出了浓厚的兴趣 ,
·394· 中国辐射卫生 2010年 12月第 19卷第 4期 ChinJRadiolHealth, Dec2010, Vol19, No4 DOI :10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2010.04.051
表 1 苞叶雪莲水提物对小鼠精子畸形率的影响
组别 Dose(g/kg) 无定形 无钩 双头 胖头 尾折叠 畸形数 畸形率(‰)
空白组 0.9%生理盐水 7.20±2.53 2.60±1.58 1.30±0.95 1.10±0.99 0.5±0.71 12.70±3.02 25.40±6.041)
模型组 0.9%生理盐水 6.30±4.90 16.8±6.30 0.5±0.71 12.5±4.72 0.30±0.48 36.40±10.49 72.80±20.982)
低剂量 0.08 4.80±2.97 9.80±3.01 0.70±1.34 7.30±2.58 0.70±1.64 23.30±7.02 46.00±14.052)3)
中剂量 0.16 3.30±0.95 11.90±3.67 1.60±2.80 4.50±1.90 1.00±1.70 22.30±5.50 44.60±10.992)3)
高剂量 0.32 5.10±2.47 8.00±2.67 1.30±2.5 4.20±1.32 0.60±0.97 19.20±4.89 36.40±9.794)1)
注:1)与模型组比较 P<0.01;2)与空白组比较 P<0.01;3)与模型组比较 P<0.05;4)与空白组比较 P<0.05。
图 1 镜下所见各种精子形态
涌现出更多的抗辐射天然药物。日本 、韩国 , 特别是印度等
国 [ 4, 5]尽管其化学制药业非常发达 ,仍十分注重天然放射防辐
射药物的研究。近来 , 伊朗 HosseinimehrSJ等 [ 6]比较山楂提取
物与氯磷汀(Aminfostine)对照射小鼠骨髓微核嗜多染红细胞
发生率影响时发现 , 前者 200mg/L时保护作用比氯磷汀
100mg/L更好。段伟 、翟光胜 、刘瑾 、刘建波等 [ 7]经过多次动物
试验发现三七 、小红参 、茜草 、山楂 、苞叶雪莲等多种天然中草
药均提示有防辐射作用。毕良文 、徐进彦等 [ 8, 9]的研究进一步
证实 , 苞叶雪莲水提物中的活性成分对小鼠的造血系统有明显
的辐射防护作用 , 并能刺激小鼠脾细胞增殖 , 改善免疫功能.实
验结果与一些国内外文献对苞叶雪莲的报道相一致 [ 10, 11] 。
雪莲是菊科风毛菊属(SaussureaDC)的一类 , 共有 12种
和 1变种 , 分别是新疆雪莲(新疆 、青海 、甘肃)、雪兔子(西
藏)、三指雪兔子(西藏)、丛株雪兔子(西藏)、绵头雪莲(四川 、
云南 、西藏)、毛头雪莲(云南)、水母雪莲(青海 、甘肃 、四川 、云
南 、西藏)、槲叶雪莲(四川 、云南)、鼠麴雪莲(新疆 、四川 、西
藏)、苞叶雪莲(四川 、云南 、西藏)、星状雪兔子(青海 、甘肃 、四
川 、云南 、西藏)、水果雪兔子(新疆)、红雪兔(云南), 其中三
指雪兔子是丛株雪兔子的变种 [ 12] 。通过对不同种雪莲的化合
物类型比较发现 , 同属雪莲植物体内均含黄酮类化合物 , 近缘
种的化学成分类型基本相同。苞叶雪莲作为一种常用珍贵的
中草药药材 , 其提取物中含有丰富的黄酮类 、三萜类物质以及
生物碱 、内酯甾醇 、多糖等多种成分 ,其主要次生代谢物包括黄
酮 、粗毛豚草素 、山柰素 、金合欢素 、槲皮素 、皂甙 、芦丁等多种
活性物质 , 这些活性物质中大部分具有清除自由基和抗氧化抗
肿瘤作用 [ 13] 。其中多糖可增强机体的免疫功能 , 雪莲煎剂有
增强巨噬细胞吞噬功能和增强细胞免疫作用。 Valentov等 [ 14]
的实验证明 , 雪莲果叶提取物含有绿原酸 、咖啡酸 、阿魏酸 、原
儿茶酸 、槲皮素等成分 , 均具有抗氧化作用。其中以槲皮素为
代表的黄酮类物质的抗氧化作用最强 , 能抑制脂质氧化 , 能有
效的保护生物膜免受自由基的损害。 Midofi等 [ 15]从雪莲花甲
醇提取液中分离到具有抗癌活性的粗提部分.再经 HPLC法纯
化后得到木质素成分牛蒡苷元(ARC)和牛蒡苷(ARC-G)。
这两种化合物对由 DMBA和 TPA诱导产生的肿瘤有良好的抑
制效应 , 特别是 ARC-G, 对由 4一硝基喹啉一 N一氧化物诱
导的癌细胞的生长有较好的抑制作用。此外 , 苞叶雪莲还含有
丰富的 K、Zn、Cu元素 , 其中尤以 Zn、Cu远高于一般植物性食
物。 Zn、Cu是酶蛋白空间构成的重要微量元素 , 对机体内DNA、蛋白质损伤的修复具有重要作用 , K参与细胞静息电位
的维持 ,对生物膜脂质过氧化损害具有稳定作用 [ 16] 。
由于生殖系统对化学 、物理毒物的作用十分敏感 , 在其他
系统还未出现毒性反应之前 ,生殖系统可能已出现损害。而精
子畸形可能影响生殖 , 精子畸形试验可检测化学 、物理物质对
机体潜在的致癌作用和对生殖细胞的诱变作用 , 因此精子畸形
实验阳性被认为是生殖细胞诱变剂。本实验主要通过对小鼠
生殖细胞方面的研究来证明苞叶雪莲水提取物对小鼠生殖细
胞有一定程度的防辐射作用。
精子生成过程包括:精原细胞 -初级精母细胞 -次级精
母细胞 -精子细胞 -精子 ,几个阶段。小鼠生精周期大致需要
35d左右 , 所以一般在首次给药后 4 ～ 5周一次性检查所获得的
精子畸形率较高。一般认为在精原细胞后期精母细胞早期对
物理 、化学诱导剂敏感性最高 。精子畸形指精子形状异常和
异常精子数量增多。其主要表现在精子的头部 , 可分为无钩 、
香蕉形 、无定形 、胖头 、双头 、尾折叠及双尾等形态 [ 17] 。 正常情
况下 ,哺乳动物的精液中也存在少量畸形精子 , 但在某些辐射
毒物作用下 ,畸形精子数量可大量增加。 一些研究表明 , 小鼠
精子畸形受基因控制具有高度遗传性 , 许多常染色体及 X、Y
性染色体基因直接或间接决定精子形态。精子畸形率的高低 ,
可直接反映某种毒物的生殖毒性和对生殖细胞潜在的致突变
性。已知精子的畸形是决定精子形成的基因发生突变的结果 ,
因此形态的改变提示有关基因及其蛋白质产物的改变 , 而且精
子形态的异常也可影响雌性的交配率和受孕率 , 还能将损伤
的遗传物质传递给后代 , 造成子代畸形 [ 18] 。
近年国内外研究资料表明苞叶雪莲水提取物有抗辐射损
伤 、抗肿瘤等作用 [ 19] , 其机制可能与清除羟自由基 、防止染色
体畸变 、提高免疫功能等有关 [ 20] 。本实验以辐射高度敏感的
生殖系统作为主要的研究对象 ,观察苞叶雪莲水提取物在不同
剂量下 ,对小鼠生殖细胞的防辐射研究 , 结果显示:与模型组相
比较 ,低剂量 、中剂量 、高剂量小鼠精子畸形率均低于模型组 ,
差异有统计学意义 , P<0.05, 且高剂量组与模型组比较 , P<
0.01。从而证明苞叶雪莲水提物对小鼠精子有一定程度的防辐
射作用 ,用药各组中 , 高剂量组 ,中剂量组 , 低剂量组比较 , 可见
随着剂量的增加防护作用渐好 , 虽统计学无差异 ,但似有一定
的剂量依赖关系 ,有待于进一步深入的研究。(鸣谢:在实验过程中 ,得到昆明医学院云南省天然药物药理重
点实验室毒理室陆瑛 、宋京风 、杨荣 、杨贵梅等各位老师的指导
与帮助 ,才能使实验能够顺利完成 ,在此表示诚挚的谢意。)
·395· 中国辐射卫生 2010年 12月第 19卷第 4期 ChinJRadiolHealth, Dec2010, Vol19, No4
【论著】
普通铝箔吸收体甄别 212 Poα粒子的研究
许家昂 ,李全太 ,陈英民 ,李福生 ,张 远 ,宁尚义
中图分类号:R144 文献标识码:A 文章编号:1004-714X(2010)04-0396-02
【摘要】 目的 探索使用廉价普通铝箔代替专用吸收体甄别 212Po8.78MeVα粒子。方法 使用不同质量厚度
的铝箔制作沉积率探测器 , 在自制的 “ 222Rn室”和 “220Rn室”内暴露相同时间 , 经蚀刻后选择合适的用于甄别 212Po
8.78MeVα粒子的质量厚度的铝箔 , 并与 “美国复合材料吸收体 ”材料进行比较测试。结果 普通商用铝箔甄别不同
能量的 α粒子存在一定的规律 , 自制的 “组合铝箔吸收体” ,对 222Rn/220Rn子体甄别性能优于日本使用的美国吸收体。
结论 自制 “组合铝箔吸收体”可以用于 8.78MeVα粒子的甄别测量。【关键词】 普通铝箔;吸收体;甄别;212Po;α粒子
StudyonDiscriminating212PoαparticlebyUsingOrdinaryAluminumFoilAbsorber.XUJia-ang, LIQuan-tai, CHENYing-min, etal.InstituteofRadiationMedicine, ShandongAcademyofMedicineSciences, Jinan250062 China
【Abstract】 Objective Anabsorbermaterialofdiscriminating212Po8.78MeVαparticlewasdevelopedbyusingor-dinaryaluminumfoilinsteadofspecialabsorber.Methods Depositionratedetectorswithdiferentmassthicknessaluminum
foilwereexposedintheself-made222RnChamberand220RnChamberwiththesameexposuretime.Thesuitablemassthick-
nessaluminumfoilfordiscriminating212Po8.78MeVαparticlewasselectedafterCR-39wereetched, andwastestedfordis-
criminating212Po8.78MeVαparticle, whichcomparedwiththeabsorbingcompositematerialsmadebytheUnitedStates.Re-sults Throughanalysisontheseexperimentaldata, theabsorbinglawofdiscriminatingdiferentenergyαparticlebyusingor-
dinaryaluminumfoilwasobtained.Thediscriminatingperformanceoftheself-madecombinedaluminumfoilabsorberforde-
cayproductsof222Rn/220RnissuperiortothatoftheAmerican-madeabsorbersusinginJapan.Conclusion Theself-madeCAFAcanbeusedfordiscriminating8.78MeVαparticledetermination.
【Keywords】 OrdinaryAluminumFoil;Absorber;Discriminate;212Po;αParticle
铝箔可以作为甄别不同能量α粒子的吸收体 [ 1] , 但国外专
门用作吸收体的铝箔价格昂贵 , 国内研究试图寻求替代品 , 尚
不理想 [ 2] 。中国是铝箔生产大国 , 普通商用铝箔来源广泛 。本
实验室研究了 “ 222Rn-220 Rn混合室” 、“ 222 Rn室 ”和 “ 220Rn
室” [ 3] , 选择了四种不同质量厚度的铝箔作为实验材料 , 进行了
系列的实验 , 从而获得了普通铝箔替代专用铝箔作为吸收体甄
别不同能量 α粒子的方法和途径。
基金项目:山东省自然科学基金项目(Q2004C04)
作者单位:山东省医学科学院放射医学研究所,山东 济南 250062作者简介:许家昂(1969～ ),男 ,山东胶南人 ,副研究员 ,研究方向:辐射
监测与防护。
1 实验材料和方法
1.1 实验材料 选择四种质量厚度的铝薄:3.25mg/cm2;
3.12mg/cm2;1.89mg/cm2;1.64mg/cm2。采取组合叠加方法 ,
可得到多种质量厚度的铝薄 ,见表 1。
1.2 实验方法
1.2.1 准备 “222Rn室”和 “220Rn室 ” 把 “铀镭平衡粉末标准
源”放入玻璃干燥器(内放适量干燥剂)内 , 做成 “222Rn室”;把
“钍粉末标准源”放入玻璃干燥器(内放适量干燥剂)内 , 做成
“220Rn室” 。
1.2.2 制作沉积率测量装置 研制的 “室内环境放射性评价
测量盒”结构为 “两个测量盒外侧均有一个为沉积率测量装置
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·396· 中国辐射卫生 2010年 12月第 19卷第 4期 ChinJRadiolHealth, Dec2010, Vol19, No4