大蒜辣素对辐射引起的免疫损伤防护作用的研究

王 鑫，吴 瑕，朱晓鑫

（1.哈尔滨工业大学化工学院，黑龙江哈尔滨150090；2.东北农业大学成栋学院，黑龙江哈尔滨150030；3.东北农业大学资源与环境学院，黑龙江哈尔滨150030）

大蒜辣素对辐射引起的免疫损伤防护作用的研究

王 鑫1，2，吴 瑕2，朱晓鑫3

（1.哈尔滨工业大学化工学院，黑龙江哈尔滨150090；2.东北农业大学成栋学院，黑龙江哈尔滨150030；3.东北农业大学资源与环境学院，黑龙江哈尔滨150030）

构建!射线辐射模型，考察了辐射对小鼠免疫系统损伤研究的最佳剂量，并研究了大蒜辣素对!射线辐射引起的小鼠免疫系统损伤的防护效果。结果表明：!射线对小鼠进行照射的最佳剂量为5Gy。照射前补充大蒜辣素后，以小鼠碳廓清指数、血清溶血素含量、脾指数、DTH足跖增厚程度为免疫系统指标，16mg/kg·d的剂量组可以有效地防护由于!射线辐射造成的免疫系统损伤。

大蒜辣素，辐射，免疫系统

大蒜辣素纯化物 实验室制备，纯度73%；!射线辐射仪 黑龙江省农科院提供；昆明种小白鼠雄性，体重18～22g，哈尔滨肿瘤医院动物实验中心提供。

1.2 实验方法

1.2.1 辐射对免疫系统损伤模型构建的方法 正常小鼠120只，空白、1、3、5Gy辐射剂量的小鼠各30只，辐射剂量及剂量率设计如表1。辐射后的小鼠，分别进行三部分实验，其中碳廓清实验、脾指数测定为第一部分，血清溶血素测定、DTH足跖增厚法指标的测定为第二部分，小白鼠存活率为第三部分，为防止每一部分实验之间互相影响，所以每一部分均采用不同批次小白鼠。且分别从免疫分子、免疫细胞、免疫器官三方面对各种辐射剂量引起的免疫系统损伤进行综合考虑。根据以上测定指标确定辐射引起的免疫系统损伤的最佳辐射剂量。

表2 不同辐射剂量对免疫系统损伤各指标的影响（sd.）

表2 不同辐射剂量对免疫系统损伤各指标的影响（sd.）

注：a与同行NC组相比，P＜0.05；b与同行NC组相比，P＜0.01；空白组与各辐射剂量组小鼠数量均为10只。

免疫损伤指标辐射剂量（Gy）空白组（NC）135校正廓清指数 5.45±0.98 4.88±0.90a 4.18±1.04b 3.89±1.07b血清溶血素（HC50） 48.68±15.23 10.46±3.34b 2.09±0.89b 1.92±0.83b脾指数（mg/g） 3.58±0.31 2.46±0.33b 1.66±0.15b 1.48±0.17b足跖肿胀度（mm） 0.55±0.19 0.61±0.17 0.56±0.19 0.19±0.11b小鼠存活有效天数（d）30 30 30 27.4

表1 辐射剂量及剂量率设计表

1.2.2 大蒜辣素对辐射引起的免疫损伤防护模型构建的方法 正常小鼠100只，空白、辐射空白、高、中、低剂量大蒜辣素给药组的小鼠各20只，辐射剂量为5Gy。辐射前，对高、中、低剂量给药组分别灌胃16、8、4mg/kg·d的大蒜辣素，灌胃时间为2周，空白和辐射空白则灌胃生理盐水。辐射后的小鼠，分别进行两部分实验，其中碳廓清实验、脾指数测定为第一部分，血清溶血素测定、DTH足跖增厚法指标的测定为第二部分。研究大蒜辣素对辐射引起的免疫系统损伤的防护作用。

1.2.3 碳廓清指数的测定方法 于辐射后第3d，小鼠尾静脉注射生理盐水稀释3倍的印度墨汁，按每10g体重0.1mL计算。待墨汁注入立即计时，注入墨汁后2、10min，分别从内眦静脉丛取血20!L，并将其加到2mL Na2CO3溶液中。用721分光光度计在600nm波长处测光密度值（OD），以0.1%Na2CO3溶液作空白对照。将小鼠处死，取肝脏和脾脏，用滤纸吸干脏器表面血污，称重，计算公式如下：

式中：a-校正的吞噬指数；K-未经校正的吞噬指数；OD2-脉注入碳粒T2时的吸光度值；OD1-静脉注入碳粒T1时的吸光度值。

采用SPSS 13软件对数据进行t检验，以吞噬指数表示小鼠碳廓清的能力。

1.2.4 血清溶血素含量的测定方法 照射当天，小鼠腹腔注射稀释的SRBC 0.2mL（约1×108个SRBC）进行免疫，4d后小鼠眼眶取血，分离出血清并用生理盐水稀释500倍。取1mL稀释血清加入试管中，然后加入0.5mL 10%SRBC（约1×109个SRBC）悬浮液置于冰浴中，再加入1mL豚鼠血清，随即移置于37℃水浴中保温10min，保温结束后，放入冰浴中终止反应，2000r/min离心10min，取上清液1mL与3mL都氏试剂混合，静置10min。在540nm处比色，以不加血清的空白管做对照，测定吸光值，按下式计算半数溶血值（HC50）：

SRBC半数溶血时的吸光度测定方法：取0.25mL SRBC（约1×109个SRBC）用都氏试剂稀释至4mL摇匀后静止10min，离心取上清液在540nm处比色。

采用SPSS 13软件对数据进行t检验，以HC50表示小鼠血清溶血能力。

1.2.5 脾指数测定方法 于辐射后第3d，称量小鼠体重，将小鼠处死，取脾脏，用滤纸吸干脏器表面血污，称重，公式如下：

采用SPSS 13软件对数据进行t检验。

1.2.6 迟发性变态反应程度的测定方法 小鼠用2%（v/v）SRBC腹腔或静脉免疫，每只鼠注射0.2mL（约1×108个SRBC）。免疫4d后，测量左后足跖部厚度，然后在测量部位皮下注射2%（v/v）SRBC，每只鼠20!L（约1×108个SRBC），注射后于24、48h分别测量左后足跖部厚度，同一部位测量三次，取平均值。

采用SPSS 13软件对数据进行t检验。以前后足跖厚度的差值来表示DTH的程度。

1.2.7 小白鼠存活率的测定方法 观察小鼠30d的存活率。

2 结果与分析

2.1 引起免疫系统损伤的辐射剂量的选择

2.1.1 不同辐射剂量对碳廓清指数的影响 如表2所示，小鼠受到不同剂量组射线照射后，随着辐射剂量的增加，反映巨噬细胞吞噬功能的校正碳廓清指数明显降低，说明"射线对小鼠的巨噬细胞吞噬功能造成了伤害，其中3、5Gy剂量组统计学差异极显著。

2.1.2 不同辐射剂量对血清溶血素的影响 如表2所示，小鼠受到照射后，B淋巴细胞活化产生具有抗体能力的血清溶血素生成明显低于正常对照组，且随着辐射剂量的增加，溶血素的生成量逐渐下降，说明"射线对小鼠的血清溶血素生成能力造成了伤害，其中1、3、5Gy剂量组差异统计学极显著。

2.1.3 不同辐射剂量对脾指数的影响 脾指数作为脏器指数之一，可在一定程度上反映免疫系统受损情况。如表2所示，小鼠受照射后，由于脾脏细胞大量死亡，脾脏重量明显减轻，脾指数降低，且随着辐射剂量的增加，脾指数也明显随之降低，各照射组小鼠脾指数与正常对照组相比，1、3、5Gy剂量组统计学差异极显著。

表3 大蒜辣素对辐射小鼠碳廓清指数的影响（sd.）

表3 大蒜辣素对辐射小鼠碳廓清指数的影响（sd.）

注：a与同行NC组相比，P＜0.05；b与同行RC组相比，P＜0.05；c与同行RC组相比，P＜0.01；NC和RC组与大蒜辣素各不同剂量给药组所用小鼠数量均为10只。

免疫损伤指标 空白组（NC） 辐射空白组（RC） 4mg/kg·d 8mg/kg·d 16mg/kg·d校正廓清指数 5.62±1.09 4.09±1.16a 4.11±1.01 4.37±1.61 4.82±0.93b血清溶血素（HC50） 48.68±15.23 1.89±0.73a 1.94±0.81 3.01±1.61c 3.22±1.52c脾指数（mg/g） 3.43±0.38 1.66±0.15a 1.63±0.22 1.71±0.18 2.38±0.37b足跖厚度差值（mm） 0.55±0.20 0.19±0.11a 0.17±0.12 0.40±0.13 0.62±0.21b

2.1.4 不同辐射剂量对迟发性变态反应程度的影响

SRBC可刺激T淋巴细胞增殖成致敏淋巴细胞，当再以SRBC攻击时，即可见攻击部位出现迟发性变态反应。小鼠受到照射后，由于SRBC可刺激的T淋巴细胞增殖成致敏淋巴细胞的能力减弱，足跖肿胀度明显降低。

如表2所示，1、3Gy剂量组的足跖肿胀度差异不显著，而5Gy剂量组辐照后，差异极显著。

2.1.5 不同辐射剂量对小白鼠存活率的影响 如表2所示，小鼠受照射后，1、3Gy剂量组30d内小鼠无死亡，而5Gy剂量组有个别小鼠死亡，由此可看出，1、3、5Gy剂量组，都不会对小鼠产生半数致死效应。其对免疫系统所造成的损伤都具有可恢复性。

综上所述，以1、3、5Gy辐射剂量的!射线分别照射小白鼠。辐照后的小白鼠与对照组相比，碳廓清指数、血清溶血素含量及脾指数均有明显差异，且统计学显著。而DTH足跖增厚程度，只有5Gy辐射剂量组差异显著。将以上指标综合考虑，确定5Gy !射线为辐射对免疫系统的损伤研究的最佳剂量。

2.2 大蒜辣素对辐射引起的免疫系统损伤的防护作用

2.2.1 大蒜辣素对辐射小鼠碳廓清指数的影响 如表3所示，小鼠受到5Gy!射线照射后，反映巨噬细胞吞噬功能的校正廓清指数值明显降低，照射前补充大蒜辣素组的校正廓清指数均比照射组有所增加，且随着大蒜辣素浓度的增加，校正廓清指数逐渐增加，其中16mg/kg·d剂量组与照射组相比，差异显著。

2.2.2 大蒜辣素对辐射小鼠血清溶血素含量的影响小鼠受到照射后，B细胞活化产生抗体能力的血清溶血素生成明显低于正常对照组，溶血素的生成量仅为正常组的4%左右，补充大蒜辣素纯化物后血清溶血素的生成量比照射对照组有所升高，且随着大蒜辣素浓度的增加，血清溶血素的含量有所增加，其中8、16mg/kg·d血清溶血素升高明显，有统计学意义，见表3。

2.2.3 大蒜辣素对辐射小鼠脾指数的影响 小鼠受到5Gy剂量组辐照射后，小鼠脾指数的影响明显降低，补充大蒜辣素纯化物后，小鼠脾指数比照射对照组有所升高，其中16mg/kg·d小鼠脾指数升高明显，有统计学意义，见表3。

2.2.4 大蒜辣素对辐射小鼠迟发性变态反应程度的影响 小鼠受5Gy剂量组辐照后，由于SRBC可刺激T淋巴细胞增殖成致敏淋巴细胞的能力减弱，足跖肿胀度明显降低，补充大蒜辣素纯化物后，足跖肿胀度比照射对照组有所升高，其中16mg/kg·d升高明显，有统计学意义，见表3。

3 结论与讨论

3.1 5Gy为!射线辐射对小鼠免疫系统损伤研究的最佳剂量。

3.2 小鼠受到5Gy剂量!射线辐射后，与空白对照组相比，小鼠碳廓清指数、血清溶血素含量、脾指数、DTH足跖增厚程度都有明显降低，补充大蒜辣素纯化物后，与辐射对照组相比，各项指标都有所升高，其中16mg/kg·d剂量组升高明显，有统计学意义。

由此可见，16mg/kg·d剂量的大蒜辣素纯化物可起到对辐射引起的免疫系统损伤的防护作用，但其对血液系统及其骨髓造血系统的抗辐射作用还需进一步的研究，另外其抗辐射作用的机理也需进一步的验证。由于大蒜辣素的刺激性，高剂量（25mg/kg·d）可以引起小鼠竖毛和厌食等现象的发生，应限制其高剂量的应用。但是相信随着微胶囊等掩蔽技术的日益成熟，大蒜辣素在人类抗辐射保健食品中的作用会越来越大。

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Study on protective effects of allicin on immune injury caused by radiation

WANG Xin1，2，WU Xia2，ZHU Xiao-xin3
（1.College of Chemical Engineering，Harbin Institute of Technology，Harbin 150090，China；2.College of Cheng Dong，Northeast Agricultural University，Harbin 150030，China；3.College of Resources&Environmental，Northeast Agricultural University，Harbin 150030，China）

!-ray radiation model was constructed，radiation damage of the immune system of mice on the optimum dose and the allicin of radiation-induced immune injury of the protective effect were studied.The results showed that the best dose of!-ray irradiation of mice was 5Gy.Added allicin before irradiation，carbon clearance index，

serum hemolysin concentration，spleen index，DTH plantar thickening of the degree as the immune system of indicators，and 16mg/kg·d dose groups can be an effective protective for immune system due to radiation damage.

allicin；radiation；immune system

TS201.4

A

1002-0306（2011）02-0313-04

大蒜辣素是大蒜中的主要生物活性物质，化学名称为二烯丙基硫代亚磺酸酯。国内外对大蒜辣素功能的研究主要集中在抗肿瘤［1-2］、抗癌、抑菌方面，研究表明，大蒜辣素可以抑制白血病细胞系HL60和U937的生长并诱导其凋亡［3］，对肝癌细胞HepG2［4］、胃癌细胞cyclin E［5］和人鼻咽癌KB细胞［6］均具有促凋亡的作用。大蒜辣素还具有广泛的抗菌作用，例如抑制白色念珠菌［7］，并在保护人体巨噬细胞［8］、抑制炎症细胞［9］和促进药物［10］在人体内的发挥等方面有着很好的效果。人类生存环境中面临的各种辐射种类日益增多，辐射剂量日益增大，大蒜辣素在抗辐射方面的功能，国内外报道得还很少，本文首先探讨了!射线辐射小鼠的最佳辐射研究剂量，并进一步研究了大蒜辣素对于!射线辐射引起的小鼠免疫系统损伤的防护效果。

1 材料与方法

1.1 实验材料

2010-01-27

王鑫（1984-），男，助教，研究方向：生物活性物质的功能性。