方格星虫( Sipunculus nudus)为星虫动物门星虫科方格星虫属动物,俗称沙虫。我国沿海居民尤其是浙、闽、两广等地居民自古以来就把方格星虫作为海味珍品食用。除了食用之外,方格星虫还可以入药,具有清肺、滋阴降火和健脾功能,主治骨潮热、阴虚盗汗、胸闷、肺痨咳嗽、痰多、夜尿症及牙肿痛等症[1]。现代医药研究表明方格星虫含有丰富的蛋白质、多糖和微量元素等。我们前期研究显示,方格星虫粗提物具有显著的延缓衰老、抗氧化、抗疲劳等功效,对辐射损伤小鼠的免疫、造血及生殖器官具有明显的保护作用[2-7],方格星虫多糖对记忆障碍模型小鼠学习记忆能力具有明显的促进作用[8]。本文进一步观察方格星虫多糖对亚致死剂量60Co γ射线照射小鼠的保护作用。
1 材料与方法 1.1 材料 1.1.1 试验药物方格星虫多糖,灰白色粉末,无臭,味微腥,由本实验室从产自广西北海市的新鲜方格星虫提取,批号: 090328。阳性对照药尼尔雌醇(商品名523片),每片含尼尔雌醇10 mg,由军事医学院科学院放射与辐射医学研究所提供,批号: 20080601。
1.1.2 动物C57BL /6J小鼠,雄性,8周龄,体重: 18 ~ 20 g,上海西普尔-必凯实验动物有限公司,动物质量合格证号: 00800160795,实验动物生产许可证SCXK (沪) 2008-0016。
1.1.3 实验仪器与试剂MEK-5216型血细胞计数仪(日本Nihon Kohden公司); 756MC可见-紫外分光光度计(上海第三分析仪器厂); 酶标仪(美国Thermo Electron Corporation); 电子天平(北京赛多利斯仪器系统有限公司)。SOD、MDA试剂盒(南京建成生物工程研究所)。其他化学试剂为分析纯。
1.2 方法[6, 7] 1.2.1 分组将60只雄性C57BL /6J小鼠随机分为正常对照组(给予蒸馏水,不照射)、模型组(给予蒸馏水,照射)、阳性对照组(照射前一天给予尼尔雌醇3.3 mg /kg灌胃,照射后0.5 h给予尼尔雌醇1.67 mg /kg再灌胃一次,其余天数给予蒸馏水灌胃,照射)及低(100 mg /kg · d)、中(200 mg /kg · d)、高(400 mg /kg·d)三个剂量方格星虫多糖组,每天一次灌胃给药,给药体积为0.2 mL /20 g,期间动物自由摄食和饮水。灌胃2 w后,除正常对照组外,各组在第二军医大学60Co放射源室,以剂量率为0.8 Gy /min的60 Co γ射线进行一次全身照射,照射剂量为5.0 Gy,照射后继续灌胃给药14 d。
1.2.2 观察指标 1.2.2.1 外周血白细胞计数及血清SOD、MDA含量测定各组动物分别于照射后第3天断尾取血,照射后第14天摘眼球放血,采血20 μL,用血细胞计数仪测白细胞数,收集血液,分离血清,按试剂说明书测定血清SOD和MDA含量。
1.2.2.2 脾指数和胸腺指数照射后第14天测体重,摘眼球放血后脱颈椎处死小鼠,分离脾脏和胸腺,称重计算脾指数和胸腺指数。
1.2.2.3 小鼠骨髓细胞DNA含量测定[9]剥离出小鼠右侧完整股骨,用5 mmol·L-1 CaCl2 5 mL将全部骨髓冲入离心管,置4 ℃冰浴30 min,2 500 r·min-1离心15 min,弃上清,在沉淀物中加入0.2 mL·L-1 HClO4 溶液8 mL,充分混合,90 ℃加热15 min,冷却,过滤,滤液用紫外分光光度计在260 nm处测定吸光度值(A值)。
1.2.2.4 小鼠脾脏细胞DNA含量测定将分离出的脾脏置于200目网上,用注射器头在5 mmol· L-1 CaCl2 5 mL溶液中轻轻研磨,制成细胞悬液,加入离心管,置4 ℃冰浴30 min,2 500 r·min-1离心15 min,弃上清,在沉淀物中加入0.2 mL· L-1 HClO4溶液8 mL,其他操作如1.2.3.3。
1.2.3 统计分析所有检测结果以x ± s表示。采用SPSS 12.0软件对结果进行t检验。
2 结果 2.1 对外周血白细胞的影响5.0 Gy γ射线照射后第3天造成了WBC的普遍下降。与模型组比较,低剂量组和中剂量组的WBC升高(P<0.05);高剂量组WBC有增高趋势,但无统计学意义。照后第14天,除了方格星虫多糖低剂量组外,其他各组小鼠白细胞数仍低于正常对照组,差异有统计学意义; 与模型组比较,方格星虫胶囊低剂量组白细胞数明显高于模型组(P<0.01);中、高剂量组及尼尔雌醇组白细胞数与模型组相比差异无统计意义(P>0.05)。提示一定剂量的方格星虫多糖对辐射小鼠外周血白细胞具有一定保护作用。见表 1。
辐照14天后,体重无明显变化,方格星虫多糖中剂量组脾指数高于正常组和模型组,差异有统计学意义(P<0.01);高剂量组脾指数明显高于模型组(P<0.05);各给药组胸腺指数与模型组相比差异无统计意义。见表 2。
照后第14天,模型组骨髓细胞DNA含量明显低于对照组(P<0.01);其余各组与对照组比较差异无统计学意义(P>0.05)。方格星虫多糖低剂量和中剂量组骨髓细胞DNA含量均高于模型组,差异有统计学意义(P<0.05)。提示一定剂量的方格星虫多糖对辐射损伤造血系统具有一定保护作用。方格星虫多糖中剂量组脾脏细胞DNA含量明显高于对照组和模型组(P<0.01);进一步说明方格星虫多糖对辐射损伤小鼠脾细胞增殖具有促进作用。见表 3。
照射后第14天,与模型组比较,方格星虫多糖3个给药组及尼尔雌醇组SOD活力均显著升高。(P<0.05); MAD含量均降低(P<0.05);提示方格星虫多糖及尼尔雌醇对辐射损伤小鼠的抗氧化系统都具有保护作用,使能使受照小鼠SOD活性和MAD水平恢复正常水平。见表 4。
多糖作为生物体内重要的一类生物大分子,广泛参与机体的多种生理功能。研究表明多种多糖对机体的免疫功能具有调节作用,可提高辐射损伤动物的免疫功能[10, 11]。研究还发现多糖类物质在体外具有较强的清除氧自由基的功能,因此,多糖也可能在体内通过抗氧化作用而减轻辐射对细胞的损伤[12]。
我们前期研究表明,方格星虫提取物可提高辐射小鼠外周血白细胞数、促进辐射小鼠的抗氧化能力,对辐射损伤小鼠的免疫器官、造血器官及生殖器官均具有一定的保护作用[6, 7]。在此研究基础上,本研究对方格星虫多糖的抗辐射功能进行了探讨,发现方格星虫多糖低剂量组在照后第3天,中剂量组在照后第3、第14天外周血白细胞数明显高于模型组,提示方格星虫多糖可提高辐射小鼠外周血白细胞数。方格星虫多糖中、高剂量组可提高受辐射小鼠的脾脏指数,中剂量组的脾脏细胞DNA含量也明显高于模型组,说明一定剂量的方格星虫多糖可以刺激脾细胞增殖。方格星虫多糖低、中剂量组骨髓细胞DNA含量也较模型组明显增高,提示方格星虫多糖对辐射损伤小鼠的造血功能有一定促进作用。此外,本研究还发现,方格星虫多糖3个剂量组及尼尔雌醇组均可使辐射小鼠SOD活力增高,MDA含量下降,提示方格星虫多糖与尼尔雌醇均能提高辐射损伤小鼠的抗氧化能力。综上所述,方格星虫多糖对亚致死剂量60Co γ辐射损伤具有一定的保护作用,其保护作用的机理可能与其能促进辐射损伤小鼠的免疫、造血系统功能及提高小鼠的抗氧化水平相关。
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