技术领域
本发明涉及卷柏提取物的新用途,尤其涉及卷柏提取物在抗辐照损伤中的用途。
背景技术
放射诊疗技术在医学领域的应用越来越普遍,现已成为治疗肿瘤的重要手段。但对恶性肿瘤患者来说,大剂量放射治疗在杀伤癌细胞的同时也导致人体白细胞显著降低、免疫功能减退、脱发等严重不良反应,甚至有时其损伤程度已超过了治疗作用,使部分患者被迫终止放疗,这些已成为临床治疗恶性肿瘤的一大难题。与此同时,随着科学技术的高速发展,越来越多的电离辐射融入到人们的日常生活中,给机体带来了多方面的损伤,如引起突变、诱发肿瘤,造成衰老和缩短寿命等,致使对辐射损伤的机制和防护药物的研究成为人们关注的焦点。
近几年的研究证明:雌激素具有抗辐射损伤作用,它可提高受照射动物的存活率,改善放射病临床症状,减轻辐射对造血的损伤作用。但是,从天然植物中寻找研究开发具有抗辐射损伤作用的成分和药物将更具发展前景。
卷柏作为传统中药,在我国大部分地区均有产出。利用其具有活血化瘀、通经止血的作用,常用于治疗闭经、痛经,癥瘕痞块,跌扑损伤哮喘、腹痛等病症;通过研究,本发明人曾在专利申请号为“200610017494.x”的申请中披露了卷柏在增加雌激素的用途。
发明内容
本发明的目的,在于提供卷柏提取物的一种新用途,即卷柏总提取物在抗辐射中的用途,和卷柏的水部位在提高机体免疫功能及抗辐射中的用途。
本发明目的是采用以下技术方案实现的:卷柏提取物的新用途是:卷柏总提取物的新用途,所述的卷柏总提取物,是将称取的新鲜卷柏用自来水冲洗干净后放入容器,在容器内加入所称取新鲜卷柏重量10倍的水煎煮1.5小时后过滤,过滤液待用,在滤渣内再加入所称取新鲜卷柏重量8倍的水煎煮1小时,过滤,把2次滤液合并,在温度为40-50℃,压力为0.09-0.1MPa的条件下浓缩得比率为215-220克/1千克新鲜卷柏的卷柏总提取物浸膏;所述的卷柏总提取物用于抗辐照损伤。
卷柏提取物的新用途是:卷柏水部位的新用途,所述的卷柏水部位是将称取的新鲜卷柏用自来水冲洗干净,加入所称取新鲜卷柏重量10倍的水煎煮1.5小时后过滤,过滤液待用,在滤渣内再加入所称取新鲜卷柏重量8倍的水煎煮1小时,过滤,把2次滤液合并,在温度为40-50℃,压力为0.09-0.1MPa的条件下浓缩得浸膏,再将浸膏用水溶解,依次用乙醚、乙酸乙酯和正丁醇萃取,将所剩部位在温度为40-45℃,压力为0.1MPa的压力条件下再采用常规的真空干燥方法干燥,得比率为150克/1千克新鲜卷柏的水部位干燥物;所述的卷柏水部位用于抗辐照损伤。
不少体外、体内试验和流行病学调查研究均表明辐射对机体免疫功能、造血系统的各个方面都可造成影响,并且可明显的缩短生物的存活时间。实验证明:卷柏提取物能够抑制辐射对生物造成的损害,延长生物的存活时间;卷柏的水部位能显著抑制辐射造成生物的胸腺、脾脏细胞的凋亡,从而减轻放射损伤生物胸腺、脾脏的萎缩,提高其胸腺、脾脏指数;还能修正紊乱的细胞周期,使细胞周期处于一种正常连贯的状态,通过调节免疫细胞的周期进程,提高机体免疫功能而发挥其抗辐射作用;它还对造血组织有明显的放射防护效应;在对生物采用辐射的实验中,用卷柏总提取物灌胃的小鼠存活率明显提高。
附图说明
图1为60Coγ射线对受照射雄性小鼠胸腺、脾脏脏器指数的影响;
图2为60Coγ射线对受照射雌性小鼠胸腺、脾脏脏器指数的影响;
图3为各组雄性小鼠胸腺、脾脏和骨髓细胞凋亡率;
图4为各组雌性小鼠胸腺、脾脏和骨髓细胞凋亡率;
图5为60Coγ射线对受照射雄性小鼠胸腺、脾脏和骨髓G0/G1期细胞的影响;
图6为60Coγ射线对受照射雄性小鼠胸腺、脾脏和骨髓S期细胞的影响;
图7为60Coγ射线对受照射雌性小鼠胸腺、脾脏和骨髓G0/G1期细胞的影响;
图8为60Coγ射线对受照射雌性小鼠胸腺、脾脏和骨髓S期细胞的影响;
图9为各组小鼠细胞早期凋亡率;
图10为各组小鼠细胞晚期凋亡率。
图中的卷柏组为卷柏水部位组。
具体实施方式
实施例1:称取新鲜卷柏,自来水冲洗干净后放入容器,在容器内加入所称取新鲜卷柏重量10倍的水煎煮1.5小时后过滤,过滤液待用,在滤渣内再加入所称取新鲜卷柏重量8倍的水煎煮1小时,过滤,把2次滤液合并,在温度为40-50℃,压力为0.09-0.1MPa的条件下浓缩得卷柏总提取物浸膏,最后得到卷柏总提取物浸膏的比率为215-220克/1千克新鲜卷柏。将所制得的卷柏提取物应用于生物抗辐射实验中。
卷柏总提取物应用于生物抗辐射实验中效果及实验情况如下:
昆明种(KM)雄性小鼠40只,购自河南省动物实验中心。适应性喂养2天后,按体重随机分为4组,每组10只,雌激素组用含量为0.2mg/ml尼尔雌醇混悬液给小鼠灌胃,卷柏组用含量为35.51mg/ml卷柏总提取物的溶液给小鼠灌胃,给药量均按0.2ml/10g体重计算,正常组与模型组给予等体积蒸馏水;除正常组外,其他组均于灌胃第8天(雌激素组于接受照射前1天给药)接受8.0Gy60Coγ射线全身照射1次,吸收剂量率为0.612Gy/min。之后每天观察和记录各组动物死亡数,计算照射后30d存活率和死亡动物平均存活时间。结果如下:
组别 药物浓度(mg/m1) 死亡动物平均存活天数(d) 存活率(%)
正常组 100 模型组 10.57±2.89 30 雌激素组 0.2 19.00±5.94▲ 60 卷柏组 35.51 12.72±1.60○ 60
注:与模型组比较,▲表示P<0.01;
由实验结果得知,提前灌胃卷柏总提取物的溶液,可提高辐照小鼠的存活率与平均存活时间,且其提高辐照小鼠存活率的能力与雌激素组相当。
实施例2:称取新鲜卷柏,自来水冲洗干净,加入所称取新鲜卷柏重量10倍的水煎煮1.5小时后过滤,过滤液待用,在滤渣内再加入所称取新鲜卷柏重量8倍的水煎煮1小时,过滤,把2次滤液合并,在温度为40-50℃,压力为0.09-0.1MPa的条件下浓缩得浸膏。再将浸膏用适量水溶解,依次用乙醚、乙酸乙酯和正丁醇萃取,将所剩部位在温度为40-45℃,压力为0.1MPa的压力条件下再采用常规的真空干燥方法干燥,得水部位干燥物备用。最后得到卷柏水部位干燥物的比率为150克/1千克新鲜卷柏。将所制得的卷柏提取物-水部位应用于生物抗辐射损伤研究。
卷柏提取物-水部位应用于生物抗辐射之中效果及实验情况如下。
实验所用材料及实验方法:
1实验材料
1.1动物
昆明种(KM)小鼠132只,体重(20±2)g,雌性36只,雄性96只,购自河南省动物实验中心。
1.2药物与试剂
卷柏水部位采用上述制备方法所制取的;RNase A、碘化丙啶(PI)购自Sigma公司。Annexin V-FITC试剂盒购自BD公司;尼尔雌醇片,上海华联制药有限公司生产;乙醇为国产分析纯。
1.3主要仪器
FACS Calibur(B D USA),高速冷冻离心机(KDC-160H),OLYMPUS倒置显微镜(CKX41),Theratron 780-C(加拿大)60Coγ射线照射仪,WH-2微型旋涡混合仪,HZS-H水浴振荡器。
2实验方法
2.1照射剂量的选择
经查阅文献,发现在做细胞凋亡率试验中,照射剂量有5.0Gy的报道。为了进一步确认该实验的最佳照射剂量,围绕文献报道选用4.0Gy、5.0Gy、6.0Gy三个照射剂量进行预试验。预试结果显示4.0Gy、5.0Gy、6.0Gy三个照射剂量对小鼠凋亡率的影响,在任两个剂量之间比较都没有显著性差异,但从凋亡率来看,受6.0Gy照射的各组小鼠之间差异较显著,故结合文献选用6.0Gy为正式试验的照射剂量。
2.2动物分组、照射及给药
2.2.1动物分组
将72只KM种小鼠根据体重随机分为正常组、模型组、雌激素组、卷柏水部位给药组。每组18只,雌雄各半。
2.2.2照射
除正常组外,其他各组小鼠均受60Coγ射线全身照射一次,照射剂量为6.0Gy,剂量率为0.796Gy/min。
2.2.3给药
各给药组小鼠分别于照射前72、48、24h和照射后即刻灌服药物4次。模型组和正常组灌服等体积蒸馏水。雌激素组用含量为0.1mg/ml尼尔雌醇的溶液给小鼠灌胃,卷柏水部位组用含量为24.5mg/ml卷柏水部位的溶液给小鼠灌胃,给药量均按0.2ml/10g体重计算。
2.3存活率实验
2.3.1动物分组
另取60只雄性KM种小鼠,根据体重随机分为正常组、模型组、雌激素组、卷柏水部位组,每组10只。
2.3.2给药与照射
雌激素组用含量为0.2mg/ml尼尔雌醇混悬液给小鼠灌胃,卷柏组用含量为35.51mg/ml卷柏总提取物的溶液给小鼠灌胃,给药量均按0.2ml/10g体重计算,正常组与模型组给予等体积蒸馏水;除正常组外,其他组均于灌胃第8天(雌激素组于接受照射前1天给药)进行60Coγ射线全身照射一次,照射剂量为8.0Gy,剂量率为0.796Gy/min。照射后观察各组小鼠的活动状况,并计算其30天存活率,死亡动物平均存活天数。
2.4受照射小鼠胸腺、脾脏指数的测定
受照小鼠分别于照射后6h、12h和24h断头处死小鼠,立即取出胸腺、脾脏,称重,计算胸腺、脾脏指数(胸腺(脾脏)湿重·(体重)-1·100%)。结果与正常组相比,计算P值,考察有无统计学意义。
2.5胸腺、脾脏及骨髓单细胞悬液的制备
受照小鼠分别于照射后6h、12h和24h断头处死小鼠,立即取出胸腺、脾脏和股骨。用生理盐水漂洗胸腺和脾脏表面血污,然后用眼科镊在小平皿内研磨分别制成胸腺、脾脏单细胞悬液;并用1ml注射器吸取1mlPBS将股骨骨髓腔内细胞冲出,反复抽吸,制成单细胞悬液。
2.6胸腺、脾脏及骨髓细胞凋亡检测
2.6.1单染
将制备的单细胞悬液3000r/min离心2min,弃上清,弹匀细胞后加入体积分数为70%的冷乙醇,涡漩仪混匀后在温度为4℃条件下放置。
将固定的单细胞涡旋混匀后离心去除固定液,弹匀细胞加入PBS洗涤。取总数为1.5×106的单细胞悬液,离心弃去上清,弹匀细胞后加入RNaseA37℃水浴作用40min,再加入PI染色,避光在温度为4℃条件下放置1h,染色后加入300ulPBS,涡旋混匀,300目尼龙网过滤,上机检测细胞凋亡率。计数10000个细胞,进行细胞凋亡和细胞周期分析。以亚G1峰细胞为凋亡细胞,计算凋亡率。
2.6.2双染
从制备的单细胞悬液中取出部分,用PBS洗涤,细胞计数。取总数为1×106的单细胞悬液用冷PBS洗一次,3000r/min离心2min,弃上清,弹匀细胞,加入100ul bingding-Buffer涡旋混匀,然后分别加入5ul Annexin-V及5ul PI,涡旋混匀后室温避光染色30min。染色后300ul bingding-Buffer,涡旋混匀,300目尼龙网过滤,上机检测。
3.数据表示及统计学方法
存活率、凋亡率及细胞周期数值用百分率表示,其余数据用表示。组间存活率的比较用小样本四格表资料的Fisher精确检验法,胸腺脾脏指数与组间凋亡率的比较用单项方差分析(One-WayANOVA)。数据处理用SPSS 13.0统计软件。
实验结果
一、卷柏对受照小鼠存活率的影响
小鼠经60Coγ射线照射后,卷柏水部位对照射小鼠的生存率的影响,按照2.3.2项下方法进行检测。
结果显示:模型组与正常组相比30天存活率明显降低(p<0.01)。卷柏组的30天存活率及死亡动物平均存活天数均高于模型组,并与其相比,差异均极显著(p<0.01);卷柏组的30天存活率稍高于雌激素组,死亡动物平均存活天数稍低于雌激素组,但两者相比,差异不显著(p>0.05)。
表1 受照射后各组小鼠30天存活率
注:与正常组比较,
表示P<0.05,
表示P<0.01.与模型组比较,△表示P<0.05,▲表示P<0.01。
二、卷柏对受照射小鼠胸腺、脾脏指数的影响
检测各组小鼠受照射后6h、12h、24h其胸腺、脾脏指数,按照2.4项下方法进行检测。
结果显示:小鼠经6.0Gy60Coγ射线照射后,胸腺、脾脏指数均低于正常组。模型组小鼠各时间的胸腺及脾脏指数与正常组相比,除雄性小鼠6h的脾脏指数为显著性差异(P<0.05)外,其它的均为极显著性差异(P<0.01)。
雌激素组小鼠的胸腺指数均高于照射组,除24h雌性小鼠与照射组差异不显著(p>0.05)外,其他各组与照射组相同时间相比有显著差异(p<0.05)。
雌激素组小鼠脾脏指数与模型组相比,均无显著性差异(p>0.05),但趋势不一样:雄性小鼠的12h、24h脾脏指数高于模型组,其他各组则低于模型组。
卷柏组小鼠的各时间胸腺指数均高于照射组,但无统计学意义(p>0.05),其各时间的脾脏指数低于照射组,也无统计学意义(p>0.05)。与雌激素组各时间胸腺、脾脏指数相比,作用近似,无显著差异(p>0.05),但趋势不同:雌性小鼠6h、24h的脾脏指数高于雌激素组,其它各组均低于雌激素组。结果见表2,图1,图2
表2 60Coγ射线对受照射小鼠胸腺、脾脏指数的影响
注:与正常组比较,
表示P<0.05,
表示P<0.01;与模型组比较,△表示P<0.05,▲表示P<0.01。
与雌激素组比较,○表示P<0.05,●表示P<0.01。
三.卷柏水部位对受照射小鼠胸腺、脾脏、骨髓细胞凋亡的影响
采用流式细胞术,通过单染及双染方法,检测各组小鼠受照射6h、12h、24h胸腺、脾脏、骨髓细胞凋亡率。
(1)PI单染观察卷柏对受照射小鼠胸腺、脾脏、骨髓细胞凋亡的影响
按照2.6.1项下方法进行检测。
结果显示:小鼠经6.0Gy60Coγ射线照射后,其各时间的胸腺、脾脏和骨髓细胞凋亡率均高于正常组;胸腺细胞的凋亡率均高于脾脏、骨髓细胞凋亡率。
模型组小鼠各时间的胸腺、脾脏和骨髓细胞凋亡率均高于正常组,与正常组相比差异极显著(P<0.01)。
雌激素组小鼠的胸腺、脾脏和骨髓细胞凋亡率均低于模型组相应时间细胞凋亡率,且其各时间的胸腺、6h的脾脏、雄性小鼠6h及雌性小鼠12h的骨髓细胞凋亡率与模型组相比,有极显著性差异(P<0.01),其它的与模型组相比,无显著性差异(P>0.05)。
卷柏水部位组雄性小鼠各时间的胸腺、脾脏及骨髓细胞凋亡率均低于模型组相同时间凋亡率,其12h、24h的胸腺、6h的脾脏与模型组相比,有极显著性差异(P<0.01),其6h的胸腺细胞凋亡率与模型组相比,差异显著(P<0.05),其它的差异均不显著(P>0.05);胸腺、脾脏及骨髓细胞凋亡率大多数高于雌激素组相同时间凋亡率(其12h的胸腺细胞和24h的脾脏细胞凋亡率低于雌激素组),但与其相比,除24h的胸腺,6h的脾脏及骨髓与其差异显著(P<0.01,P<0.01,P<0.05)外,其它的差异均不显著(P>0.05)。
卷柏水部位组雌性小鼠细胞凋亡率均低于模型组相同时间凋亡率,其12h、24h的胸腺,6h的脾脏,12h的骨髓细胞凋亡率与模型组相比,差异极显著(P<0.01);其它的与模型组相比,无显著性差异(P>0.05)。其12h、24h的胸腺和24h的脾脏,6h的骨髓细胞凋亡率均低于雌激素组相同时间的凋亡率,其它的高于雌激素组凋亡率,但与雌激素组相同时间的细胞凋亡率相比,除6h的脾脏细胞凋亡率与其有显著性差异(P<0.01)外,其它的均无显著性差异(P>0.05),结果见表3,表4,图3,图4。
表3雄性小鼠胸腺、脾脏和骨髓细胞凋亡率
注:与正常组比较,
表示P<0.05,
表示P<0.01.与模型组比较,△表示P<0.05,▲表示P<0.01。
与雌激素组比较,○表示P<0.05,●表示P<0.01
表4雌性小鼠胸腺、脾脏和骨髓细胞凋亡率
注:与正常组比较,
表示P<0.05,
表示P<0.01;与模型组比较,△表示P<0.05,▲表示P<0.01;
与雌激素组比较,○表示P<0.05,●表示P<0.01。
(2)卷柏水部位对受照射小鼠胸腺、脾脏、骨髓细胞周期的影响
小鼠经60Coγ射线照射后,从G0/G1期、G2/M期和S期探讨了卷柏水部位对受照小鼠小胸腺、脾脏、骨髓细胞周期的影响。按照2.6.1项下方法进行检测。
G0/G1期:
结果显示,模型组小鼠的6h、24h胸腺G0/G1期细胞百分率高于正常组,与正常组相比差异极显著(P<0.01);但其12h胸腺G0/G1期细胞百分率低于正常组,且雄性模型组小鼠与正常组相比,差异极显著(P<0.01),而雌性小鼠与正常组相比,无显著性差异(P>0.05)。模型组小鼠脾脏、骨髓的各时间G0/G1期细胞百分率均高于正常组,且与正常组相比,差异极显著(P<0.01)。
雌激素组小鼠胸腺、脾脏、骨髓的各时间G0/G1期细胞百分率均低于模型组,但与模型组相比,差异不显著(P>0.05);只有脾脏的6hG0/G1期细胞百分率与模型组相比,差异显著(P<0.05)。
卷柏水部位组小鼠胸腺、脾脏、骨髓的各时间G0/G1期细胞百分率均低于模型组,与模型组相比,除6h的脾脏G0/G1期细胞与其有极显著性差异(P<0.01)外,其它的均无显著性差异(P>0.05);卷柏水部位组小鼠胸腺、脾脏、骨髓的各时间G0/G1期细胞百分率低于雌激素组,但与雌激素组相比,除24h的胸腺G0/G1期细胞与其有显著性差异(P<0.05)外,其它的均无显著性差异(P>0.05)。
G2/M期:
模型组小鼠的胸腺、脾脏、骨髓的各时间G2/M期细胞百分率有低于正常组的趋势,且其12h的胸腺、24h的骨髓G2/M期细胞百分率均近似为零,但其6h脾脏和骨髓的G2/M期细胞百分率则高于正常组;从统计学上来说,其雄性小鼠的6h、12h脾脏G2/M期细胞百分率与正常组相比,差异极显著(P<0.01),其它的差异均不显著(P>0.05)。
雌激素组雄性及雌性小鼠的胸腺、脾脏、骨髓的各时间G2/M期细胞百分率与模型组相比,结果不是太一致。
雄性小鼠:6h脾脏及骨髓的G2/M期细胞百分率低于模型组;雌性小鼠:6h脾脏、24h胸腺及脾脏G2/M期细胞百分率均低于模型组,其它的均高于模型组。
不过从总体来看,雌激素组与模型组相比,差异均不显著(P>0.05)。
卷柏水部位组小鼠胸腺、脾脏、骨髓的G2/M期细胞百分率与模型组相比,结果同雌激素组与模型组相比的结果一致。其胸腺、脾脏、骨髓的G2/M期细胞百分率与雌激素组比,结果不是太一致,不过从总体上来看,其与雌激素组相比,无显著性差异(P>0.05)。
S期:
模型组胸腺、脾脏和骨髓的各时间点S期细胞百分率均低于正常组(其6h、12h的胸腺S期细胞百分率高于正常组),且与正常组相比,差异均极显著(P<0.01)(其6h的胸腺S期细胞百分率与正常组相比,无显著性差异(P>0.05)。
雌激素组胸腺、脾脏、骨髓的各时间S期细胞百分率与模型组相比,结果不一致。其12h胸腺及脾脏的S期细胞百分率均低于模型组,其它的高于模型组。不过从总体上来看,其与模型组相比,差异不显著(P>0.05)。
卷柏水部位组胸腺、脾脏、骨髓的S期细胞百分率与模型组相比的结果类似于雌激素同模型组相比的结果。其胸腺、脾脏、骨髓的S期细胞百分率均低于雌激素组,但与雌激素组相比,差异不显著(P>0.05)。
总之,模型组小鼠细胞周期处在一种紊乱状态,其胸腺、骨髓12h、24h的G2/M期几乎为零,而照射前给予卷柏水部位可明显降低其胸腺、脾脏、骨髓G0/G1期细胞百分率,升高其G2/M期、S期细胞百分率,提示卷柏水部位似乎能修正紊乱的细胞周期,使细胞周期处于一种正常连贯的状态;结果见表5,表6,表7,图5,图6,图7,图8。
表560Coγ射线对受照射小鼠胸腺周期的影响
注:与正常组比较,
表示P<0.05,
表示P<0.01;与模型组比较,△表示P<0.05,▲表示P<0.01;与雌激素组比较,○表示P<0.05,●表示P<0.01。
表660Coγ射线对受照射小鼠脾脏周期的影响
表760Coγ射线对受照射小鼠骨髓周期的影响
(3)Annexin V-FITC/PI双染观察卷柏对受照射小鼠胸腺、脾脏、骨髓细胞早期凋亡与晚期凋亡的影响
小鼠经60Coγ射线照射后,按照2.6.2项下方法进行。
其数据由FACSCalibur流式细胞仪和CELLQuest软件获取。在二维的FCM分析图上,细胞分为4个亚群:左下象限,AnnexinV FITC-/PI-为活细胞群(V);
右下象限,AnnexinV FITC+/PI-为凋亡细胞(AP);右上象限,AnnexinVFITC+/PI+细胞已具有了坏死细胞(N);左上象限,AnnexinV FITC-/PI+为培养操作过程中出现的机械损伤细胞[8]。
结果显示,受照射小鼠的早期凋亡率及晚期凋亡率均低于正常组。
早期凋亡率:
模型组胸腺、脾脏、骨髓细胞的各时间凋亡率均高于正常组,且与正常组相比,均有极显著性差异(P<0.01)。
雌激素组胸腺、脾脏、骨髓细胞的各时间凋亡率均低于模型组,除骨髓细胞凋亡率与模型组相比差异极显著(P<0.01)外,其他均为显著性差异(P<0.05)。
卷柏水部位组胸腺、脾脏、骨髓细胞的各时间凋亡率均低于模型组,并与其相比,有显著性差异(P<0.05);其胸腺、脾脏、骨髓细胞的各时间凋亡率均高于雌激素组,但与雌激素组相比,差异不显著(P>0.05)。
晚期凋亡率:
模型组胸腺、脾脏、骨髓细胞的各时间凋亡率均高于正常组,且与其相比,均有极显著性差异(P<0.01)。
雌激素组胸腺、脾脏、骨髓细胞的各时间凋亡率均低于模型组,除其骨髓细胞凋亡率与模型组相比,差异极显著(P<0.01)外,其胸腺、脾脏的各时间细胞凋亡率与模型组相比,均为显著性差异(P<0.05),其细胞凋亡率与正常组相比仍有高的趋势,但其6h、24h的胸腺,6h、12h的脾脏,12h、24h的骨髓细胞凋亡率与正常组相比,已无显著性差异(P>0.05);其它的与正常组相比,均有显著性差异(P<0.05)。
卷柏水部位组胸腺、脾脏、骨髓细胞的各时间凋亡率均低于模型组,且与其相比差异显著(P<0.05);其胸腺、脾脏、骨髓细胞的各时间凋亡率均高于雌激素组,但与雌激素组相比,差异不是太显著(P>0.05)。卷柏组12h的脾脏,12h、24h的骨髓细胞凋亡率高于正常组,但与正常组相比,无显著性差异(P>0.05)。其结果见表8,图9,图10。
表8小鼠胸腺、脾脏、骨髓细胞早期与晚期凋亡率
注:与正常组比较,
表示P<0.05,
表示P<0.01;与模型组比较,△表示P<0.05,▲表示P<0.01。
与雌激素组比较,○表示P<0.05,●表示P<0.01。
用含量为16.4mg/ml及含量为24.5mg/ml卷柏水部位的溶液给小鼠灌胃给药后,做抗辐照诱导小鼠损伤的实验。实验所用材料及实验方法与实施例1相同,实验结果也显示出具有抗辐射作用。
从上述实验结果可以得出,卷柏水部位是具有抗辐射作用的,并对造血组织有明显的放射防护效应。
因为,快速分裂的胸腺细胞对免疫毒物最为敏感。因此,本研究为避免小鼠胸腺生理性萎缩,特选刚断乳的幼年小鼠作为研究对象,从细胞免疫、造血功能角度,探讨辐射对胸腺、脾脏、骨髓细胞的影响,以及卷柏抗辐照的时间-效应关系,为有效利用卷柏水部位和防治辐射损伤提供科学依据。
存活率是反映抗辐射作用的最基本、最客观的综合性指标,抗辐射的最终目的就是为了提高存活率和延长存活时间。从表1可以看出,小鼠经8.0Gy60Coγ射线全身照射后,卷柏水部位组的30天存活率及死亡动物平均存活天数较模型组有了很大的提高,显示卷柏具有抗辐射作用。
放射线可通过直接和间接作用,损伤细胞DNA、生物膜以及其它生物大分子,引起细胞周期紊乱,从而造成细胞坏死和细胞凋亡,而免疫器官(如胸腺和脾脏)和造血器官(如脾脏和骨髓)对放射线又极为敏感,故辐射很容易加重机体免疫功能低下或紊乱,使淋巴T细胞失去调节机体免疫的作用,使造血干细胞失去造血活性,进而加速这些细胞的凋亡。
本实验主要利用流式细胞仪来检测细胞凋亡,鉴于单染和双染各自的特点,我们采用PI单染结合Annexin V-FITC/PI双染流式细胞法,对全胸腺、脾脏和骨髓的各自混合细胞进行凋亡检测。
结果显示:从PI单染结果看,与正常组相比,模型组小鼠胸腺、脾脏细胞都大量凋亡和坏死,这与其胸腺、脾脏指数的急剧下降相一致。其中模型组细胞凋亡率与坏死率最高,明显高于正常组、雌激素组及卷柏组,这也与模型组小鼠胸腺、脾脏指数明显低于后三组相一致。辐射所致的免疫功能改变是辐射损伤的的主要表现之一。胸腺和脾脏是参与免疫功能调节的机体重要的免疫器官,是高辐射敏感的细胞群。一般情况下,机体受辐射后期胸腺指数、脾脏指数都会下降,机体免疫功能降低。卷柏能够显著抑制辐射造成的实验小鼠胸腺、脾脏细胞的凋亡,从而减轻放射损伤小鼠胸腺、脾脏的萎缩,提高其胸腺、脾脏指数。
免疫器官对辐射是较为敏感的。本试验结果也显示,胸腺细胞的凋亡率在各时间均高于脾脏、骨髓细胞凋亡率,模型组小鼠胸腺细胞凋亡率最高可达到62.41%,说明辐射对胸腺的影响是比较大的。胸腺细胞的凋亡率在12h最高,而卷柏组雄性和雌性小鼠12h的胸腺细胞凋亡率却低于相同时间的雌激素组胸腺细胞凋亡率,显示卷柏水部位对胸腺比雌激素更好的辐射防护作用。
骨髓作为造血的主要器官对辐射也是比较敏感的。从单染结果来看,与正常组相比,受照射小鼠骨髓细胞大量凋亡和坏死,其中模型组细胞凋亡率与坏死率最高,明显高于正常组、雌激素组及卷柏组。卷柏组小鼠6h、12h、24h的骨髓细胞凋亡率均低于模型组相同时间凋亡率,并与其相比有极显著性差异(P<0.01);而与雌激素组相同时间凋亡率相比差异不显著,表示卷柏在对骨髓的辐射防护能力上与雌激素近似。
从双染来看,模型组小鼠胸腺、脾脏、骨髓细胞的早期凋亡率及晚期凋亡率均明显高于正常组、雌激素组、卷柏水部位组;卷柏水部位组小鼠胸腺、脾脏、骨髓细胞的早期凋亡率及晚期凋亡率与雌激素组相差不大,并与雌激素组相比,差异不显著,这与单染的结果是一致的。从单染和双染总的结果来看,卷柏水部位组小鼠的细胞凋亡率与雌激素组差异均不是太显著。由此可以看出,卷柏具有抗辐射作用,并提示,卷柏水部位的抗辐射能力可能是其提高受辐照小鼠的30天存活率,延长其平均存活时间的作用机理之一。
电离辐射对胸腺、脾脏及骨髓细胞周期的影响是辐射对免疫及造血损伤与修复研究的重要基础。细胞周期中有两个基本调控点,即G1/S和G2/M过度点。前者决定细胞能否进入细胞周期,后者决定细胞能否进入M期完成有丝分裂。本实验结果显示,模型组小鼠的脾脏、骨髓及6h、24h的胸腺G0/G1期细胞百分率高于正常组,S期细胞百分率低于正常组,说明射线对DNA合成有抑制作用,且主要发生在G1期到S期。细胞出现明显的G0/G1期阻滞,提示6.0Gy 60Coγ射线全身照射主要对细胞周期的调节作用可能是抑制细胞从G1期进入S期,从而抑制细胞增殖,凋亡率相应增加。并有证据表明,G0/G1期阻滞是细胞凋亡的重要因素之一。照射引起G2/M期细胞减少,多数为零,说明辐射对细胞进入M期完成有丝分裂也有抑制作用,使细胞周期处在一种紊乱状态。
照射前给予卷柏水部位可明显降低其胸腺、脾脏、骨髓G0/G1期细胞百分率,升高其G2/M期、S期细胞百分率,说明卷柏对受辐射小鼠胸腺、脾脏、骨髓细胞周期的影响,主要表现在缓解G0/G1期阻滞、S期受抑及恢复G2期等方面。照射前给予卷柏可明显升高其胸腺、脾脏、骨髓G2/M期百分率,提示卷柏提取物似乎能修正紊乱的细胞周期,使细胞周期处于一种正常连贯的状态,说明它可能通过调节免疫细胞的周期进程,提高机体免疫功能而发挥其抗辐射作用。
由前面的结果还可得知,卷柏水部位对辐照小鼠细胞周期的调节作用较好于尼尔雌醇。
卷柏总提取物及卷柏水部位在抗辐射的应用中,它们不仅可以制成溶液,也可制备成其他剂型的药物应于生物抗辐照损伤。