全 文 ：【论著】
琼枝麒麟菜多糖对辐射损伤小鼠细胞周期的影响
吴显劲 ,孟庆勇 ,欧超伟
中图分类号:R818.05　文献标识码:A　文章编号:1004-714X(2008)03-0267-02
　　【摘要】　目的　探讨 γ射线对小鼠细胞周期的影响 ,从细胞水平探讨琼枝麒麟菜多糖(EGP)的抗辐射作用。方
法　将小鼠随机分为正常对照组 、模型组和 3个不同剂量 EGP实验组 ,灌胃 10d后行一次性 γ射线辐射 ,每只 2 Gy,
20h后流式细胞仪检测细胞周期百分率。结果　小鼠经 2Gyγ射线照射后 ,与正常对照组比较 , G0 /G1期胸腺 、脾细胞和骨髓细胞百分数明显增加(P<0.01),而 S期和(M+G
2
)期细胞百分数明显减少(P<0.01);与模型组比较 , EGP
实验组能使受照小鼠细胞 S、G2 +M期的比例升高(P<0.05和 P<0.01)。结论　EGP对辐射损伤细胞具有一定的
保护作用.
【关键词】　γ射线;海藻多糖;细胞周期
EffectofEucheumaGelatinaePolysaccharideonCycleofCelinγ-raysIrradinatedMice.WUXian-jing, MENGQing
-yong, OUChao-wei.DepartmentofClinicalLaboratory, AffiliatedHospitalofGuangdongMedicalCollege.Zhan-
jiang524001 China.
【Abstract】　Objective　 Tostudytheeffectofγ-irradiationoncycleofcelinmiceandtheradioprotectiveefectof
Eucheumagelatinaepolysaccharide(EGP)intermofcellularlevel.Methods　Themicewererandomlydividedinto5
groups, thenormalgroup, themodelgroupand3 EGPtreatmentgroups.EGPofthreediferentdoseswasappliedtodiferent
groupsrespectivelyfor10 daysbeforewholebodyirradiationwithγ-rays(2.0Gy).Thepercentageofcelcycleweretested
byflowcytometryafter20h.Results　thepercentagesofthmocytes, splenocytesandbonemarrowcelsincreasedmarkedlyin
G
0
/G
1
phase(P<0.01), whilethepercentagedecreasedinsand(M+G
2
)phase(P<0.01), comparedwithnormalgroup
afterγ-rays(2.0Gy).EGPraisedS、 G2 +Mphaseintheiradiatedmicecomparedwithsingleirradiatedgroup(P<0.05andP<0.01).Conclusion　EGPplaycertainroleintheprotectionfromcelradiationinjury.
【Keywords】　γ-rays;MarineAlgalPolysaccharide;CelCycle
基金项目:广东省医学科研基金课题(A2004455)资助;广东省湛江市科
技攻关项目作者单位:广东医学院附属医院检验科 ,广东　湛江　 524001
作者简介:吴显劲(1973～ ),副主任技师 ,医学硕士。研究方向:药物生化。
　　电离辐射可诱发细胞发生细胞周期阻滞 , 受照射细胞可
因细胞种类 , 受照射的周期时相以及射线种类不同等 , 而在细
胞周期阻滞时相 , 阻滞程度和阻滞过程等方面有所不同。研究
表明:多糖可减轻电离辐射所致正常细胞 G1期阻滞和 S期延
迟。本实验采用 2Gyγ射线照射小鼠为模型 , 观察琼枝麒麟菜
多糖(Eucheumagelatinaepolysaccharide, EGP)对照射小鼠细胞
周期的影响 , 以探讨 EGP对辐射损伤小鼠细胞周期的影响 , 为
麒麟菜多糖成为临床抗辐射药物提供证据。
1　材料和方法
1.1　动物　昆明种小鼠 50只 ,雄性 , 6 ～ 8周龄 ,体重(20±2)
g, 由广东医学院实验动物中心提供。
1.2　材料来源　EGP从海南产琼枝麒麟菜中提取 , 藻体经
95℃水浴提取 、醇沉淀及流水透析后真空干燥制得 , 由红外光
谱鉴定呈 β -糖苷键型特征吸收峰 , 醋酸纤维薄膜电泳检测为
电泳纯 , 硫酸 -酚法测得总糖含量为 83%。
1.3　主要试剂及仪器　RPMI-1640培养液(Gibco,美国), 小
牛血清(Hyclone, 美国), 碘化丙锭(PI)染液;流式细胞仪 Coul-
ter,美国)。
1.4　照射条件　60Coγ射线一次性全身均匀照射 , 照射距离为
80cm, 剂量率为 0.673Gy/min,吸收剂量为 2Gy。
1.5　分组处理　小鼠随机分为正常对照(A)组 、模型(B)组和
3个不同浓度 EGP加照射(C、D、E)组 , 每组 10只。 C, D, E组
分别以 3个不同剂量(100, 200和 400mg· kg-1· d-1)分别给
予 , 按 0.1ml· (10g)-1灌胃 , 连续 10d;A组和 B组均用等量生
理盐水灌胃;停止灌胃 20h后行一次性 γ射线全身照射 (正常
对照组不照射)。
1.6　胸腺(脾)细胞悬液制备　照射后 20h小鼠断头处死 , 无
菌条件下取出胸腺和脾脏分别置于盛有 RPMI-1640培养液的
培养皿中 ,毛玻片研磨后 , 用 200目不锈钢网滤出单细胞悬液 ,
经 Hanks液洗 2次(1 000r/min, 5min)后用 RPMI-1640培养液
调细胞浓度至 1×107 /ml(胸腺细胞)和 5×106 /ml(脾细胞)。
1.7　骨髓细胞悬液的制备　照射后 24h断头处死小鼠 , 从大
腿部取出股骨 , 剪去两端 ,用注射器吸取 0.5ml小牛血清冲洗
骨髓腔 ,用带有 7号针头的注射器反复吹打 ,使细胞充分分散 ,
1 000r/min离心 10min, 弃上清液 ,用移液器吹打分散细胞。
1.8　细胞周期检测　将 70%冷乙醇固定的单个脾细胞 , 胸腺
细胞和骨髓有核细胞悬液以 1 000r/min离心 5min,弃乙醇 , 用
磷酸盐缓冲液(PBS)洗细胞 2次 ,用震荡器震散细胞 ,加入 1ml
碘化丙锭染液(50mg/l),混匀 , 30min后上机测定。
1.9　统计学处理　实验数据用 x±s表示 ,用 SAS8.2统计软件
进行单因素方差分析。
2　结果
2.1　EGP对胸腺细胞周期的影响　从表 1中可看出 , B组小
鼠 G0 /G1期胸腺细胞百分数明显高于 A组(P<0.01), 而 S期
和(M+G2)期胸腺细胞百分数明显低于 A组(P<0.01);C, D,E组小鼠的 G0 /G1期胸腺细胞明显百分数明显低于 B组 , 而 S
期和(M+G2)期胸腺细胞明显高于 B组(P<0.01)。
表 1　EGP对胸腺细胞周期的影响 (x±s, n=10)
组别 EGP剂量(mg/kg)
剂量
(Gy) G0 /G1(%) S(%) M+G2(%)
A 0 0 69.2±1.1 13.7±0.8 17.1±1.6
B 0 2 81.5±1.21)　 5.9±0.71) 12.6±1.01)
C 100 2 74.9±4.22)　 7.6±0.63) 17.9±1.33)
D 200 2 73.0±1.13) 12.2±0.63) 14.8±1.43)
E 400 2 69.3±0.93) 12.4±0.83) 18.3±1.33)
注:与A组比 , 1)P<0.01;与 B组比 , 2)P<0.05;3)P<0.01。
·267·　中国辐射卫生 2008年 9月第 17卷第 3期　ChinJRadiolHealth, Sept.2008, Vol17, No3DOI :10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2008.03.052
2.2　EGP对脾细胞周期的影响　从表 2中可看出 , B组小鼠
G
0
/G
1
期脾细胞百分数明显高于 A组(P<0.01), 而 S期和(M
+G2)期脾细胞百分数明显低于 A组(P<0.01);C, D, E组小
鼠的G0 /G1期脾细胞明显百分数明显低于 B组 ,而 S期和(M+G2)期脾细胞明显高于 B(P<0.01)。
表 2　EGP对脾细胞周期的影响(x±s, n=10)
组别 EGP剂量(mg/kg)
剂量
(Gy) G0 /G1(%) S(%) M+G2(%)
A 0 0 70.0±2.2 21.4±1.1 8.6±0.5
B 0 2 86.3±2.91)　 9.2±0.42)　 4.5±0.51)
C 100 2 76.8±2.32) 14.4±0.73)　 8.8±0.53)
D 200 2 71.7±2.23) 16.1±0.63) 12.2±0.53)
E 400 2 70.3±2.23) 21.1±0.83)　 8.6±0.63)
注:与 A组比 , 1)P<0.01;与 B组比 , 2)P<0.05;3)P<0.01。
2.3　3EGP对骨髓细胞周期的影响 　从表 3中可看出 , 从表 2
中可看出 , B组小鼠骨髓 G0 /G1期细胞百分数明显高于 A组
(P<0.01), 而 S期和(M+G2)期骨髓细胞百分数明显低于 A
组(P<0.01);C, D, E组小鼠的 G0 /G1期骨髓细胞明显百分数
明显低于 B组 , 而 S期和(M+G2)期骨髓细胞明显高于 B组(P<0.01)。
表 3　EGP对骨髓细胞周期的影响 (x±s, n=10)
组别 EGP剂量(mg/kg)
剂量
(Gy) G0 /G1(%) S(%) M+G2(%)
A 0 0 40.2±1.2 41.1±2.7 18.6±2.1
B 0 2 90.4±2.11)　 6.9±0.61)　 2.7±0.51)
C 100 2 81.0±1.92) 14.3±1.23)　 4.7±0.53)
D 200 2 76.6±1.53) 16.7±1.63)　 6.7±1.63)
E 400 2 69.1±1.23) 22.0±1.73)　 8.9±1.43)
注:与 A组比 , 1)P<0.01;与 B组比 , 2)P<0.05;3)P<0.01。
3　讨论
辐射可引起多种细胞如酵母和动物细胞周期的紊乱 ,包括
G1期阻滞 、S期延迟和 G2期延迟。 Yamada等在 0.34 ～ 1.35Gy
照射 HeLaS3,发现 G2期延迟 , 未发生 S期延迟。但对同步于
不同时相的细胞分析表明 ,细胞在 G1期受照 , G2期延迟最少 ,
G2期受照 , G2期延迟最大 ,而 S期受照者 G2期居中 , 同时也观
察到 S期延迟。在小鼠 L细胞中 , 首次观察到在 2.2和 5.8Gy
照射后 , G1期阻滞的发生。随后在人骨髓细胞和人胎盘羊膜
二倍体成纤维细胞中也观察到照射后引起细胞 G1期阻滞的现
象 [ 2-3] 。
辐射也可引起小鼠胸腺和脾细胞细胞周期的紊乱 ,大量实
验证明多糖可减轻电离辐射所致正常细胞 G1期阻滞和 S期延
迟。孟庆勇等发现半叶马尾藻多糖可缓解辐射小鼠 G
0
/G
1
期
胸腺细胞阻滞 , 增加 G2 /M期 DNA合成 [ 4] 。电离辐射同样也可
以致脾细胞发生 G1期阻滞和 S期延迟 , 严重干扰该组织的功
能。照射对照组小鼠接受 2Gyγ射线后 , 发生了明显的脾细胞
发生 G1期阻滞和 S期减少 , 但半叶马尾藻多糖加照射组脾细
胞 G
1
期阻滞和 S期减少和程度与照射对照组比显著减轻 , 而
且半叶马尾藻多糖对受照小鼠的上述指标的降低程度与用药
剂量呈正相关 [ 5] 。叶飞等 [ 6]用流式细胞术研究黄蘑多糖对受
照小鼠胸腺细胞周期进程的影响 , 结果显示 , 给药组 S期细胞
明显高于对照组 , 而 G0 /G1期细胞则显著低于对照组 , 说明黄
蘑多糖具有加速胸腺细胞从 G0 /G1期进入 S期的作用 ,从而加
速 DNA合成 , 增强机体的免疫功能的影响。本研究显示:2Gyγ
射线全身照射后 , 脾细胞 、胸腺细胞出现明显 G1 、G2阻滞 , S期
明显受抑 , 预防给予小鼠琼枝麒麟菜多糖脾细胞和胸腺细胞细
胞周期率明显改变 , 表现为实验组小鼠脾和胸腺 S、G2 +M期
细胞比模型组明显增加 , 说明琼枝麒麟菜多糖可促进脾脏 、胸
腺细胞的分裂增殖 , 从而使受射线照射损伤细胞得到快速修
复。表明不同种类的多糖抗抗辐射的机制的共性。
骨髓细胞周期紊乱是电离辐射造血损伤的另一个特征 , 中
等剂量电离辐射可诱导小鼠骨髓细胞发生 G
1
期阻滞 [ 7] 。 G
1
期
阻滞是机体对外界刺激的一个保护性反应 ,可提供充足的时间
来促使受损伤的 DNA在进入 DNA合成和复制的 S期前得以
修复。损伤严重者可通过凋亡等方式除掉 DNA异常的细胞 ,
从而降低了基因组的不稳定性 , 减少了肿瘤的发生 [ 8] 。 但 G1
期阻滞会造成骨髓细胞增殖不良 , 无法维持正常的造血功能。
因此 ,解除骨髓 G
1
期阻滞 , 使骨髓 G
1
期细胞重新进入 S期 , 是
拮抗骨髓辐射损伤的重要途径 [ 9] 。本研究结果显示 , 2Gyγ射
线全身照射后 24h, 小鼠骨髓 G0 /G1期细胞明显增多 ,而 S期和
G2 /M期细胞明显减少 , 说明 2Gyγ射线照射导致小鼠骨髓细
胞发生 G1期阻滞 , 细胞进入 S进程受阻。照射前给予琼枝麒
麟菜多糖可明显提高 S期和 G2 /M期骨髓细胞 , 减少 G0 /G1期
细胞。控制细胞周期分子机制的核心为细胞周期蛋白依赖性
激酶(CDKs),其中 CDK4、CDK6被认为在 G1期阻滞中起关键
作用 [ 10] 。研究表明 CDK4激酶活性的降低在电离辐射诱导的
细胞周期 G1期阻滞中起关键作用 ,提高 CDK4表达可通过中和p21从而使 CDK4、CDK2保持激酶活性 , 进而抵抗辐射诱导的
G1期阻滞 [ 11] 。海藻多糖对辐射损伤小鼠骨髓细胞 G1期阻滞有
一定的缓解作用 , 其作用机制可能与提高 CDK4蛋白表达有
关。
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(收稿日期:2007-12-14)
·268· 中国辐射卫生 2008年 9月第 17卷第 3期　ChinJRadiolHealth, Sept.2008, Vol17, No3