齐忠志
当归是一种伞形科当归属多年生草本植物,其干燥的贮藏根是我国传统中药,具有悠久的药用历史,历代本草均有记载。中医的传统理论认为,当归的不同药用部位具有不同的功效。当归水提取物含有各种水溶性化学成分,近期研究发现,当归多糖除具有清除自由基、提高免疫力和抗肿瘤功能外[1],还具有抗辐射损伤功能,对亚急性小鼠辐射损伤有良好的防护作用[2]。
DNA是多种诱变因子危害的主要目标,许多诱变因子都可以引起DNA的损伤,导致基因突变和染色体畸变。DNA是否受到损伤取决于抗诱变物对诱变因子的拮抗作用。染色体畸变分析作为一种简便、快速的细胞遗传学方法,正广泛应用于评价环境诱变剂以及放射损伤等因素对生物的危害程度。本文通过分析小鼠实验过程中的染色体畸变率,深入探讨当归水提取物对放射损伤的防护效应。
1.1 实验动物 由吉林大学白求恩医学院实动物中心提供的近交系昆明种小白鼠,体质量18~20 g,雌雄各半,实验动物合格证号:SCXK(吉)2007-0003。
1.2 试剂 当归水提取物:中药当归采购自吉林大药房并经鉴定。电动粉碎机粉碎后,称取当归粉末6 g,300 ml去离子水浸泡1 h,煎煮3次,初次30 min,后两次各20 min,煎煮过程中根据情况添加适量去离子水,收集三次滤液,浓缩至20 ml,每毫升含当归相当于生药量300 mg,4℃暂时保存,实验前以无菌生理盐水稀释至所需浓度。
1.3 分组及实验方法 实验动物随机分为正常对照组(生理盐水);照射对照组;当归抗照射实验组(当归各剂量+X射线全身照射),每组6只动物,雌性雄性各半。当归共分为三个剂量,分别为1.5 g/kg、3.0 g/kg、6.0 g/kg。生理盐水、当归均灌胃给药,每10 g体重0.2 ml,连续灌胃6 d。
除正常对照组外,照射对照组及当归各剂量组于第六天灌胃后,均接受一次性X射线全身照射,采用 SiemeneX射线治疗机,将小鼠放入30 cm×30 cm×20 cm纸盒内,小鼠在盒内呈分散状态,照射源距小鼠100 cm,射野为30 cm×30 cm,剂量率为1.5 Gy/min,总照射量为6 Gy。照射22 h后注入秋水仙素(4㎎/kg体质量),照射24 h后,颈椎脱臼杀死所有小白鼠,剥离股骨,用滤纸将肌肉剔除干净,剪掉骨端,以1 ml注射器吸取37℃0.075 mKcl溶液,反复冲出骨髓,充分吸打混匀后,37℃低渗20 min,甲醇:冰醋酸 =3:1固定20 min,计3次,空气干燥法制片,10%吉姆萨染色,选择分散好、形态好的中期分裂相检查染色体畸变情况,每组分析250个中期分裂相。统计不同类型的染色体畸变,计数后,计算染色体畸变率。
1.4 统计学处理 实验数据用染色体畸变的百分率±标准差表示,两组间比较采用t检验。
X射线全身照射可明显诱发小鼠骨髓细胞染色体畸变,畸变率显著高于正常对照组(P<0.01),实验中当归三个剂量组加X射线全身照射,均可明显降低X射线诱发的染色体畸变率,差异具有统计学意义(P<0.01),说明当归水提取物对X射线诱发的遗传损伤具有明显的抑制作用。
表1 当归对小鼠骨髓淋巴细胞染色体畸变的影响
放射辐射可以导致机体出现多种损伤。随着人们健康意识的不断提高,临床上放疗的癌症患者以及职业性受照人员的辐射性损害日益受到关注。寻找积极有效的防治药物已成为一个迫切解决的问题。目前已知的一些具有辐射防护作用的药物,多为含硫物质,毒性较大,所以人们从天然的药物入手以期待开发疗效佳、毒性低,可用于临床防治放射损伤的药物。
DNA是放射作用最基本的靶分子,许多放射生物学效应都是通过DNA损伤表现出来的。DNA不仅会受到放射粒子束的直接攻击,而且还会受放射所致自由基的间接攻击,从而引起DNA链断裂、染色体重组、基因突变。
近年来,对放射损伤防护药物的研究日益深入,研究显示具有清热解毒、活血化瘀、补血益气、养阴升白的中草药均有不同程度的抗辐射作用[3]。万芬等发现刺五加能使胸腺细胞提前恢复正常而对辐射损伤有一定的保护和修复作用[4]。
文献中对当归多糖抗辐射的研究报道较多,但因中药成分复杂,对这类药物的化学成分及活性成分的研究还不够深入。实验结果证实,当归水提取物可以有效地抑制X射线对哺乳动物遗传物质的损伤。很多辐射防护剂通过清除自由基、抑制脂质过氧化、保护免疫系统以及促进受损DNA修复等途径而发挥其抗辐射作用,而中草药抗辐射作用的机制主要为提高生存率、清除自由基、保护DNA、保护造血系统及对细胞因子的诱生和调节等[5]。当归水提取物防护辐射的具体机制是否与这些因素有关,其作用的有效部位、靶点等还有待深入研究。
由于中草药药源广,毒性低,易于接受,用中草药防治因辐射造成的机体损伤可能成为抗辐射药物的优势所在。加强这方面的研究工作,进一步探讨其作用机理,对开发新的抗辐射药物具有重要意义。
[1]曹蔚,李小强,侯颖,等.当归多糖 APS-3 c的结构特征及体外抗肿瘤作用的研究.天然产物研究与开发,2008,20:217-222.
[2]孙元琳,汤坚,顾小红,等.当归多糖对亚急性辐射损伤小鼠的防护作用研究.食品科学,2007,28(2):305-308.
[3]陈建业.中药放射防护剂的研究进展.癌症,1999,18:229-231.
[4]万芬,张世明,戎诚兴.刺五加对60Co-γ射线照射后小鼠胸腺效应的实验研究.湖北医学院学报,1989,10(3):226-228.
[5]梁莉,李新芳.放射防护药物的研究进展和机制探讨.兰州医学院学报,2002,28(3):90-92.