石花是一种常见的地衣植物,为梅花衣科梅花衣属植物染料梅衣(Parmelia tinctorum Despr)的全体[1],民间广泛用于止血及清热解毒。经研究发现, 腹腔注射石花多糖水溶液能显著提高辐射损伤小鼠的活存率,改善受照小鼠的造血功能, 并对受照小鼠淋巴细胞的DNA损伤有良好的修复作用[2, 3]; 肌肉注射石花制剂可提高急性放射病犬的活存率, 同时使动物临床症状明显减轻[4]。为了进一步证实石花制剂的抗辐射作用, 笔者采用照前不同时间给药以及不同给药途径等方式,探讨了石花制剂对小鼠急性辐射损伤的防护作用和量效关系,为抗辐射中药——石花制剂的研究与开发提供参考。
1 实验材料 1.1 药物及制备方法[5]石花(购自四川省冕宁县山区,由李松年教授鉴定)药物制备采用了三种方法:①取石花药材粉碎,过20目筛,加10倍量50%乙醇,于60℃水浴提取3次,每次5 h, 过滤,将滤液合并, 减压浓缩至每100 ml滤液含50g生药,G4漏斗过滤,分装灭菌, 冻干制成成品。②同①法, 用蒸馏水替代50%乙醇。③同①法, 用蒸馏水替代50%乙醇, 水浴温度改为回流提取。
1.2 动物昆明种小鼠, 6 ~8周龄,体重(20 ±2)g, 雌雄各半,由中国医学科学院实验动物研究所,动物许可证号SCXK - (京)-2004 - 0001。
1.3 仪器EYELA旋转蒸发仪,上海爱朗仪器有限公司;PL203型电子精密天平,瑞士Mettler Toledo公司;60Co γ辐射源,加拿大原子能有限公司;Free - Zone冷冻干燥机,美国LABCONCO公司。
2 实验方法[6, 7] 2.1 照射条件60Co γ射线9.0 Gy一次全身照射,吸收剂量率为1.08 Gy/min。
2.2 不同剂量的石花制剂对小鼠急性辐射损伤的防护作用取昆明种小鼠100只,按体重随机分为5组,每组20只。对照组腹腔注射生理盐水0.5 ml/只, 4个实验组照前15 min分别腹腔注射10 mg/kg, 20 mg/kg, 40 mg/kg, 80 mg/kg的石花制剂(①法)。观察照射后小鼠的活动表现,计算30 d活存率、保护系数和平均活存天数。
式中:a、a’分别为给药组与对照组死亡鼠平均活存天数; b、b'分别为给药组与对照组死亡鼠数; c、c’分别为给药组与对照组的30d活存只数; n、n'分别为给药组与对照组总鼠数。
2.3 照前不同时间腹腔注射石花制剂对小鼠急性辐射损伤的防护作用取昆明种小鼠100只,按体重随机分为5组,每组20只。5个实验组分别于照前15min、30min、1h、2h、4h腹腔注射40mg/kg的石花制剂(①法)。观察照射后小鼠的活动表现,计算30d活存率、保护系数和平均活存天数。
2.4 不同给药途径给予石花制剂对小鼠急性辐射损伤的防护作用取昆明种小鼠120只,按体重随机分为6组,每组20只。3个实验组分别于照前15min、30min、1h肌肉注射40mg/kg的石花制剂(①法),另3个实验组分别于照前15min、30min、1h口服给予40mg/kg。观察照射后小鼠的活动表现,计算30d活存率、保护系数和平均活存天数。
2.5 不同方法制备的石花制剂对小鼠急性辐射损伤的防护作用取昆明种小鼠80只,按体重随机分为4组,每组20只。2个实验组分别于照前15min、30min腹腔注射40mg/kg的石花制剂(②法),另2个实验组分别于照前15min、30min腹腔注射40mg/kg的石花制剂(③法)。观察照射后小鼠的活动表现,计算30d活存率、保护系数和平均活存天数。
2.6 统计学方法数据用SPSS for windows 11.0统计分析软件处理,数据资料以x±s表示,组间比较采用t检验和方差分析。
3 实验结果 3.1 小鼠照射后的活动表现60Co γ射线照射后,小鼠普遍行动迟缓、食欲不振。随着时间的推延,皮毛光泽性变差,并有脱毛、松毛现象,动物之间相互靠拢,挤在一堆,部分动物出现腹泻,照射后8d动物开始出现死亡。
3.2 照前15min腹腔注射不同剂量的石花制剂对小鼠急性辐射损伤的防护作用腹腔注射不同剂量的石花制剂(①法)对受60Co γ射线照射后小鼠30d活存率及保护系数的影响,结果见表 1。结果表明,石花制剂(①法)在一定剂量范围内(20 - 80mg/kg)可显著提高受照小鼠的30d活存率和平均活存天数。其中以照前15min腹腔注射40mg/kg的石花制剂(①法)对受射线照射小鼠的辑射防护效果最好,其30d活存率达到60%,保护系数为2.85。
照前不同时间腹腔注射40mg/kg的石花制剂(①法)对受60Co γ射线照射后小鼠30d活存率及保护系数的影响,结果见表 2。从结果可以看出,照前15min至1h腹腔注射40mg/kg的石花制剂(①法)对受60Co γ射线照射小鼠的辐射损伤均有显著的治疗作用,当给药时间提前至照前2h至4h,防护效果开始下降,但仍有一定的防护作用。其中以照前30min腹腔注射40mg/kg的石花制剂(①法)对受60Co γ射线照射小鼠的辐射防护效果最好,其30d活存率达到65%, 保护指数为2.91。
照前不同时间肌肉注射和口服给予40mg/kg的石花制剂(①法)对受60Co γ射线照射后小鼠30d活存率及保护系数的影响,结果见表 3。结果显示,照前15min至2h肌肉注射和口服给予石花制剂(①法)时,对受60Co γ射线照射小鼠的防护效果与腹腔注射给药时差别较大。其中,照前15min至2h肌肉注射40mg/kg石花制剂(①法)时,防护效果略逊于腹腔注射给药,但仍有一定的防护作用; 而同样剂量口服给药时,则防护作用不显著。
照前不同时间腹腔注射水提取的石花制剂40mg/kg(②法、③法)对受60Co γ射线照射后小鼠30d活存率及保护指数的影响,结果见表 4。结果提示, 用水提取的石花制剂(②法、③法)在照前不同时间腹腔注射给药,对受60Co γ射线照射小鼠的防护效果与50%乙醇提取的石花制剂(①法)近似。
核能和核技术在工农业生产、医疗卫生、科学研究和国防中的广泛应用,使得辐射与人们工作和生活的关系越来越密切,直接或间接受到放射线照射的人员也日益增多[8, 9]。现代科学研究表明,长期受辐射照射可致机体突变、诱发肿瘤、造成早衰等多种损伤[10],辐射的危害已不容忽视。由于已知的具有抗辐射活性的化学药物大多毒性较大,近年来从中草药中寻找无毒或低毒辐射防护药物正在成为新的研究热点。
石花制剂系以四川省冕宁县山区所产的地衣类植物——石花为原料,采用50%乙醇或水提取, 提取液经浓缩、分装灭湿菌、冻干而制得。前期筛选研究表明,石花制剂显示出很好的辐射防护效果,是一个很有希望的来源于中草药的辐射防护候选药物,值得深人研究。
本研究全面评价石花制剂对小鼠急性辐射损伤的防护作用和量效关系。研究证实石花制剂在一定剂量范围内,可显著提高受照小鼠的30 d活存率和平均活存天数,防护效应可持续2-4 h, 腹腔及肌肉注射给药效果较显著,而口服效果不够满意,且50%乙醇和水提取的两种制剂的防护效果大致相似。上述研究结果为石花制剂的深度研发打下了良好的基础,因此运用现代分离分析技术深人开展石花制剂的药效物质基础和作用机制研究,利用化学手段找到石花制剂发挥抗辐射作用的有效成分,并阐明其抗辐射作用的机制, 将是我们今后工作的主要方向。
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