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复方树莓籽粉对辐照小鼠骨髓细胞的防护作用

更新时间:2016-07-05

核能的开发与运用,受到人们越来越多的关注与认可[1]。随着医疗水平的提高,放射性诊疗也越来越普遍,各种CT仪、γ刀、X刀、PET- CT诊断、介入放射诊断等使我们与放射性射线接触的机会大大增加[2]。而放射治疗会产生严重并发症,其发生率约20%,这也严重影响着患者的生活质量[3-4]。急性放射性辐照会造成细胞损伤,并且加速细胞凋亡。复方树莓籽粉是一种抗氧化剂,主要包含以原花青素、维生素C、维生素E等为主的功效成分,和微量元素等其他营养成分。复方树莓籽粉能清除氧化自由基,从而达到治疗急性损伤的目的。有研究表明,复方树莓籽粉对急性放射性损伤大鼠淋巴细胞DNA具有保护作用。复方树莓籽粉对骨髓细胞的影响尚鲜有报道[5]。本研究发现,复方树莓籽粉能改善急性放射性损伤小鼠骨髓细胞有核细胞数减少,染色体异常,细胞周期阻滞,线粒体膜电位降低等现象,达到减轻骨髓细胞损伤及延缓细胞凋亡等目的,而发挥治疗放射性急性损伤的作用。

1 材料与方法

1.1 受试物

复方树莓籽粉(山东黑尚莓生物技术发展股份有限公司提供)为浅红色粉末状物,以树莓籽、枸杞籽、桑椹籽、黑加仑籽为原料,主要功效成分为原花青素、维生素C、维生素E。原花青素人体推荐摄入量为 150 mg/(人·d),相当于 2 mg/(kg·d)(人体质量以75 kg计)。实验时,将复方树莓籽粉以蒸馏水为溶媒,配制成不同浓度的溶液。

1.2 动物及分组

健康成年雄性小鼠190只,体质量(20±2) g,购于济南鹏悦实验动物繁育有限公司,生产许可证号:SCXK鲁2014-0007。用随机数字法将实验动物分为空白对照组(A组)、模型对照组(B组)、复方树莓籽粉低剂量组(C组)、复方树莓籽粉中剂量组(D组)、复方树莓籽粉高剂量组(E组)。除细胞周期检测时每组8只外,其余各实验每组均10只。在分组中,以正常人体推荐剂量设为高剂量组,低、中剂量组分别为四分之一推荐剂量和二分之一推荐剂量。小鼠分笼喂养,正常给予饮水和饲料。

1.3 受试物给予方式与剂量

三个剂量组(C、D、E组)的小鼠通过灌胃方式,每只每天给予复方树莓籽粉溶液一次,在X射线辐照前后均给予复方树莓籽粉溶液至实验结束。设置的低、中、高3个剂量组分别为37. 5 mg/kg体重、75 mg/kg体重和150 mg/kg体重。模型对照组除灌胃试剂为蒸馏水外,其余实验条件与剂量组相同。空白对照组用于验证X射线辐照后损伤模型的建立是否成立,该组常规喂养,不进行灌胃,也不进行辐照。

1.4 主要仪器与试剂

注射器,1.5 mL抗凝离心管,血球计数板,显微镜,流式细胞仪,高速离心机,手术器械,200目滤网,载玻片,Hank's液,1640培养基,小牛血清,Giemsa染液及应用液,甲醇(分析纯),70%乙醇,溴化乙啶染液,Rhodamine123等。X射线辐照源:山东大学齐鲁医院肿瘤科。

1.5 辐照条件

更为复杂的政经逻辑隐藏其中,而这些逻辑和与之相配的操作路径,在未来,还将继续影响一个企业的产业路径与一个球队的竞技气质。

1.6 方法

按2003年发布的《保健食品检验与评价技术规范一2003》中“对辐射危害有辅助保护功能检测方法”进行喂养及部分实验操作。

1.6.2 骨髓细胞微核实验

在射线辐照后第3 天,颈椎脱臼处死小鼠,剥离股骨,用Hank’s液1 mL冲出股骨中的全部骨髓细胞,细胞悬液通过4号针头的注射器,使得悬浮细胞充分分散,镜下计数,计算每1 mL骨髓细胞悬液中的有核细胞数。

1.6.1 骨髓有核细胞数实验

在射线辐照后第3天,处死小鼠,取出股骨,用Hank’s液冲洗股骨骨髓腔,冲出骨髓液后,常规涂片,待自然干燥后,用甲醇固定,Giemsa染色,蒸馏水冲洗,晾干。在高倍镜下对每只小鼠 1 000个嗜多染红细胞进行观察,统计各组所含微核细胞数及微核率,微核率以千分率表示。任一剂量组微核率低于模型对照组,差异有显著性,则可判定该实验阳性。

生活压力骤减,李莉有了时间和精力寻找自己喜欢的工作,她还是每天很忙,把每一天都填得很满,满得都没时间想许峰。

表1数据显示,经射线辐照后,与空白对照组相比,模型对照组骨髓细胞有核细胞数显著下降(p<0.01),表明急性放射性损伤模型成立。相对于模型对照组,复方树莓籽粉低、中、高剂量组骨髓细胞有核细胞数分别升高 20.5% (p>0.05)、78.2%(p<0.01)、116.9% (p<0.01),表明复方树莓籽粉溶液治疗可显著缓解辐照后骨髓有核细胞数减少的症状,其治疗效果呈现剂量依赖性。

辐照后第3 天,颈椎脱臼处死小鼠,剥离股骨,用一支1 mL的无菌注射器吸取1 mL HBSS液,并用无菌的针头套管将之拧弯后轻插入骨髓腔,冲洗骨髓腔,再用2~3 mL 1640培养基冲洗2次,以获得骨髓细胞。冲出的骨髓细胞液经200目的滤网过滤,1 350 r/min离心,去上清,加入1 mL红细胞裂解液ACK,静置3 min,再加9 mL HBSS溶液,离心10 min,弃上清,用HBSS液洗涤骨髓细胞2次,1 350 r/min离心10 min,用培养基调整细胞浓度至1×106 mL−1。将收集的细胞缓慢加入3 mL预冷的70%乙醇溶液中,于4 ℃固定24 h以上,离心(1 000 r/min,4 min),弃乙醇,用PBS洗1遍,在细胞中加入 100 μL 终浓度为 50 μg/mL 的RNase A,37 ℃放置30 min;100 μL终浓度为50 μg/mL的溴化乙啶染液,4 ℃避光染色,30 min后送检,用流式细胞仪检测细胞周期。

以一套25 kW碟式太阳能热发电系统为研究对象,对系统的各个部件进行数学建模并计算在典型工作条件下各个部件的热效率和 效率,评估各个部件的性能。分析结果表明:

1.6.4 Rhodamine123染色检测骨髓细胞线粒体膜电位实验[8]

除空白对照组外,其余各组小鼠在给予受试物15 d后,进行一次性全身X射线辐照,将小鼠放入边长为20 cm,高度4 cm的盘盒内,放置在医用放疗机辐射台上接受一次性全身辐照,辐射源距离小鼠100 cm,辐射视野 80 cm×80 cm,吸收剂量率 4 Gy/min,辐射时间1 min,总剂量为4 Gy,建立急性放射性损伤小鼠模型。

本区属大同盆地洪积冲积平原区,为山间断陷盆地,盆地内地形较平缓,且西南高、东北低,走向呈西南~东北向,长达100余km,宽30~60 km。工程区所处大地构造单元为桑干河新裂陷的后所凹陷西南部,北临黄花梁陷隆,桑干河新裂陷的西部为吕梁—太行断块的云冈块坳。相应地震基本烈度为7°。

复方树莓籽粉对辐照小鼠骨髓细胞周期的影响见表3。表3数据显示,急性放射性损伤使得各种小鼠骨髓细胞各时相都有所抑制,骨髓细胞G1期、S期细胞的比例增加。与模型组比较,中剂量组G1期、S期,高剂量组S期细胞比例升高(p<0.05),空白对照组G1期、S期,高剂量组G1期细胞比例显著升高(p<0.01)。结果表明,复方树莓籽粉对急性放射性损伤小鼠骨髓细胞周期有一定影响,能减轻辐射损伤对骨髓细胞 G1期、S期的阻滞作用,从而减缓辐射损伤小鼠骨髓细胞凋亡速度,抑制骨髓细胞的凋亡。

1.7 数据统计方法

结果说明,高剂量复方树莓籽粉可以减少辐照后骨髓细胞微核率,改善染色体损伤情况。

2 结果

2.1 复方树莓籽粉对辐照小鼠骨髓细胞有核细胞数的影响

复方树莓籽粉对辐照小鼠骨髓细胞有核细胞数的影响见表1。

表1 复方树莓籽粉对辐照小鼠骨髓有核细胞数的影响 Table 1 Effects of compound raspberry seed powder on the number of nucleated cells in bone marrow of irradiated mxice(± s)

注:*p<0.05,**p<0.01,与模型组比较。 Note: compared with the model group, *p<0.05, **p<0.01.

分组Groups动物数Mice number骨髓有核细胞数Number of nucleated cells in bone marrow / 106·mL−1空白对照组Blank control group 10 10.81±1.83**模型对照组Model control group 10 4.49±0.60低剂量组Low dose group 10 5.41±0.63中剂量组Medium dose group 10 8.00±0.85**高剂量组High dose group 10 9.74±1.23**

1.6.3 PI单染色检测细胞凋亡实验[6-7]

2.2 复方树莓籽粉对辐照小鼠骨髓细胞微核率的影响

复方树莓籽粉对辐射小鼠骨髓细胞微核率的影响见表2。表2数据显示,辐照后,小鼠骨髓细胞微核率明显增加。与模型对照组比较,复方树莓籽粉低、中剂量组分别减少了9.1% (p>0.05)、10.1%(p>0.05),但差异不具有统计学意义。而复方树莓高剂量组减少了27.3% (p<0.01)。

表2 复方树莓籽粉对辐照小鼠骨髓细胞微核率的影响 Table 2 Effects of compound raspberry seed powder on micronucleus rate in bone marrow of irradiated mice (± s)

注:*p<0.05,**p<0.01,与模型组比较。 Note: compared with the model group, *p<0.05, **p<0.01.

分组Groups动物数Mice number受检PCE总数Checked PCE number含微核细胞数Micronucleus cell number微核率 / ‰Micronucleus rate空白对照组Blank control group 10 10 000 30 3.0**模型对照组Model control group 10 10 000 99 9.9低剂量组Low dose group 10 10 000 90 9.0中剂量Medium dose group 10 10 000 89 8.9高剂量组High dose group 10 10 000 72 7.2**

所有实验数据用SPSS软件进行统计处理,实验结果以±s 表示,各组间比较采用单因素方差分析,LSD两两比较,p<0.05时认为结果的统计学差异显著,p<0.01时认为统计学差异非常显著。

通过对比分析5个处理的试验结果可以发现,适量的生物炭施加整体上能够显著提高土壤的含水率,同时可以在一定程度上改善土壤的持水能力。

2.3 复方树莓籽粉对辐照小鼠骨髓细胞周期的影响。

同1.6.3节中的方法,收集调整浓度后的细胞,加入500 μL Rhodamine123 (10 mg/L)用以标记活细胞,37 ℃孵育30 min后,PBS洗涤细胞2 次,PBS重悬细胞,用流式细胞仪检测细胞线粒体膜电位。

表3 复方树莓籽粉对辐照小鼠骨髓细胞周期的影响 Table 3 Effects of compound raspberry seed powder on the cell cycle in bone marrow of irradiated mice (± s, n=8)

注:*p<0.05,**p<0.01,与模型组比较。 Note: compared with the model group, *p<0.05, **p<0.01.

分组Groups不同时期的细胞比例Cell ratio at different times / %G1 S G2+M空白对照组Blank control group 48.74±3.59** 42.15±6.15** 2.80±2.86模型对照组Model control group 63.84±6.83 30.62±2.49 1.37±1.12低剂量组Low dose group 62.90±5.04 35.82±4.37 0.54±0.21中剂量组Medium dose group 54.01±5.42* 40.17±4.06* 4.31±4.03高剂量组High dose group 51.12±7.89** 39.45±7.39* 4.37±3.16

2.4 复方树莓籽粉对辐照小鼠骨髓细胞线粒体膜电位的影响

复方树莓籽粉对辐照小鼠骨髓细胞线粒体膜电位的影响见表4和图1。数据显示,与模型对照组比较,中、高剂量组骨髓细胞线粒体膜电位显著升高(p<0.01)。随着该籽粉浓度的升高,线粒体膜电位逐渐升高,直至接近正常,且呈一定的剂量依赖关系。实验结果表明,复方树莓籽粉对急性放射性损伤小鼠骨髓细胞线粒体具有一定的保护作用。

表4 复方树莓籽粉对辐照小鼠骨髓细胞线粒体膜电位的影响 Table 4 Effects of compound raspberry seed powder on the mitochondrial membrane potential inx bone marrow of irradiated mice ( ±s)

注:*p<0.05,**p<0.01,与模型组比较。 Note: compared with the model group, *p<0.05, **p<0.01.

分组Groups动物数Mice number线粒体膜电位Mitochondrial membrane potential空白对照组Blank control group 10 88.97±3.42**模型对照组Model control group 10 79.32±1.51低剂量组Low dose group 9 80.28±2.99中剂量组Medium dose group 10 84.88±4.41**高剂量组High dose group 10 88.03±2.61**

图1 复方树莓籽粉对辐照小鼠骨髓细胞线粒体膜电位的影响 Fig.1 Effects of compound raspberry seed powder on mitochondrial membrane potential of irradiated bone marrow cells in mice

3 讨论

维生素C、维生素E都具有清除氧化自由基的作用[9-11],且其联合运用存在协同效果[12],可达到抗氧化损伤的目的。原花青素无副作用,且耐受性好,具有很强的抗氧化和清除氧化自由基能力[5,13]。复方树莓籽粉由维生素C、维生素E、原花青素等多种抗氧化剂组合而成,推测其具有一定的抗氧化损伤的能力。有研究发现,该籽粉与葡萄籽原花青素功效相似,对急性放射性损伤大鼠具有较好的防护作用[5]。已有研究表明,复方树莓籽粉对辐射损伤大鼠外周血白细胞、血小板、淋巴细胞 DNA等都有一定的防护作用。本文着重研究复方树莓籽粉对骨髓细胞防护作用如何,能否改善辐照小鼠骨髓细胞的损伤。

放射性射线辐照可使得体内水分子电离,继而产生自由基,引起组织细胞损伤[14-15]。急性辐射可引起组织细胞的损伤凋亡,损伤范围广泛,形式多样。有研究报道指出,放射性损伤可直接引起 DNA损伤,使得基因组不稳定、基因突变和染色体畸变频率增加[16]。这种损伤也可使细胞周期阻滞在G0/G1期之后,诱导细胞凋亡[17]。另有研究发现,辐射损伤使得体内神经酰胺增加,线粒体膜电位降低,这也可能是辐照导致细胞凋亡的原因之一[18]。这些研究表明,急性放射性损伤可能会造成骨髓细胞数降低,骨髓细胞微核增加,线粒体膜电位降低,细胞周期变化,加快细胞凋亡。

总之,地方政府既是运动员(水权的拥有者),又是裁判员(水权管理者)将不利于保障水权制度的公平性。[14]在水权交易市场中,地方政府应该将精力用于水资源初始分配和公共服务提供。譬如,确保水权交易不会损害水资源的生态环境,确保最重要的水需求(比如满足基本生活用水)得到满足,确保水权安全不然无法激励人们进行水权交易,确保水权交易具有一定灵活性来适应时代变化,平衡水权交易中具有潜在冲突的社会利益需求。

混合对照品按照“2.1”项下优化的色谱、质谱条件进样后,采集得到的UHPLC-Q-Orbitrap总离子流图见图1;芪参益气滴丸在“2.1”项下优化的色谱、质谱条件进样后,采集得到的UHPLC-Q- Orbitrap总离子流图见图2。依据“2.3”项下确定的数据分析方法,本实验共识别出53种化合物,其中经推断的化合物有36种,结果见表1。

有研究表明,辐射损伤会引起 DNA链断裂,染色体异常,膜变构,促进细胞凋亡[19-20],这可能与 P53、神经酰胺、P38有一定关系。大量实验研究表明,复方树莓籽粉的功效成分具有调节 P53、神经酰胺、P38的能力,能达到保护细胞免受损伤的目的。原花青素可能是通过其抗氧化活性减少凋亡基因 P53的表达,从而抑制A β 25-35诱导的细胞凋亡[21]。神经酰胺还可以通过刺激线粒体产生反应氧类和改变线粒体通透性,使细胞失去平衡而坏死或凋亡[22]。而原花青素、维C、维E的抗氧化性可以抗氧化应激,减缓细胞的凋亡。另有研究发现,原花青素可以抑制 p38MAPK磷酸化,上调 bcl-2蛋白的表达,抑制caspase3的活化,最终保护组蛋白诱导的淋巴细胞调亡[23]。种种研究结果显示,复方树莓籽粉是可能对辐射损伤小鼠骨髓细胞总数、染色体损伤、线粒体膜电位降低、细胞周期改变产生积极治疗作用的。

本研究结果显示,复方树莓籽粉对放射性急性损伤小鼠骨髓细胞具有一定的保护作用,且有明显的剂量依赖性。该籽粉溶液可减少骨髓细胞损伤,减少骨髓细胞微核的发生,并且,可使辐射损伤小鼠骨髓细胞线粒体膜电位升高,对辐射阻滞的细胞周期有明显的改善作用,可减缓骨髓细胞非程序性死亡进程。这些检测指标的变化很可能与复方树莓籽粉的功效成分(原花青素、维生素C、维生素E)对 P53、神经酰胺、P38的作用有一定的关系,这也提示复方树莓籽粉对急性放射性损伤骨髓细胞很可能有一定的防护作用,但其作用的机制具体如何,还需要进一步实验验证。另外,急性放射性损伤是多方面的,复方树莓籽粉对其他组织细胞的损伤是否也有保护作用,也需要进一步研究。

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喻培勋,苑伟,孟庆兰
《辐射研究与辐射工艺学报》2018年第02期文献

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