蕨菜黄酮对染矽尘小鼠氧化应激及肺纤维化的影响

谷仿丽，陈乃富，*，戴 军

1皖西学院生物与制药工程学院;2植物细胞工程安徽省工程技术研究中心，六安237012

蕨菜黄酮对染矽尘小鼠氧化应激及肺纤维化的影响

谷仿丽1，陈乃富1，2*，戴 军2

1皖西学院生物与制药工程学院;2植物细胞工程安徽省工程技术研究中心，六安237012

为探讨蕨菜黄酮对染矽尘小鼠的抗氧化应激及肺纤维的影响，采用超声雾化石英粉尘混悬液，使小鼠染尘，蕨菜黄酮(Pteridium aqulinum flavonoids，PAF)连续灌胃染尘小鼠3周，取血测血清中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，S0D)、丙二醛(malonaldehyde，MDA)，并测肺组织中SOD、MDA、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase，GSH-Px)、羟脯氨酸(hydroxyproline，Hyp)，计算肺质量系数，取右肺下叶做病理组织观察;结果显示蕨菜黄酮组血及肺组织MDA值显著下降、SOD活力显著升高，肺组织GSH-Px活力显著升高，肺Hyp含量及肺指数显著下降，肺纤维化进程延缓，表明蕨菜黄酮对染矽尘小鼠具有较好的抗氧化应激效应，延缓了肺纤维化进程。

蕨菜黄酮;矽尘;小鼠;氧化应激;肺纤维化

二氧化硅(SiO2)能使肺泡巨噬细胞生物膜的类脂质发生过氧化反应并产生自由基，脂质过氧化改变也影响成纤维细胞，使其功能活化，释放过量胶原蛋白、弹性蛋白和蛋白多糖，最后形成弥漫性肺胶原纤维化，促进矽肺的发展［1］。

蕨菜具有清热滑肠，降气化痰，利水安神等功效;本课题组的前期研究表明，蕨菜含有较高黄酮类物质，蕨菜黄酮具有良好的抗氧化作用［2］。因此，本实验拟以蕨菜黄酮灌胃矽尘染毒小鼠，观察其对染矽尘小鼠氧化应激及肺纤维化的影响，来探讨蕨菜黄酮是否具有防治矽肺的功能，为蕨菜黄酮进一步开发应用提供实验依据。

1 材料

1.1 实验动物

昆明种健康小鼠，雄性，体重20±2 g，南京医科大学动物实验中心提供，生产许可证：SCXK(苏) 2002—0031。在本实验室适应性饲养一周。

1.2 试剂与药品

蕨菜，采自大别山区，103℃烘箱干燥，粉碎过40目筛，备用;

石英粉尘：粒径＜5 μm占99.5%，游离的SiO2为97%，由中国预防医学科学院劳动卫生职业病研究所尘肺研究室提供的标准石英粉尘;

谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、羟脯氨酸(Hyp)检测试剂盒，均由南京建成生物工程研究所提供;

乙醇，三氯乙酸、二甲苯等，由上海竞鸣化工科技有限公司生产。

1.3 仪器

402AI型超声雾化器，由江苏鱼跃医疗设备有限公司生产;TU-1201紫外可见光分光光度计，由北京普析通用仪器设备有限公司生产;GL—20G—Ⅱ型冷冻离心机，由上海安亭科学仪器厂生产;101AS-2型不锈钢数显电热鼓风干燥箱，FA1004电子天平等。

2 方法

2.1 蕨菜黄酮提取物与含量测定

蕨菜黄酮的提取参照文献［2］进行，将浸提液适当浓缩到一定体积，呈浆状，此为蕨菜总黄酮提取液。采用分光光度法测定蕨菜干粉中黄酮含量。

2.2 造模与分组

60只小鼠随机分成正常组、模型组、蕨菜黄酮(PAF高、PAF中、PAF低)剂量组、维生素E组，均置于50 cm×30 cm的纸箱中雾化;除正常组给予自来水雾化外，其余各组均给予15 mg/mL二氧化硅粉尘混悬液，每天上、下午各雾化2 h，连续3 W;同时，于每天上午雾化前1 h，分别灌胃给予正常组、模型组自来水10 g/kg，PAF高、PAF中、PAF低剂量组分别灌胃给予PAF 200、100、50 mg/kg，维生素E组灌胃给予维生素E 60 mg/kg组，每天1次，连续3 W。

2.3 血液及肺组织不同指标的测定

于末次雾化后，小鼠禁食14 h，分别称小鼠体重，摘眼球取血，1358×g离心10 min，取上清液测MDA、SOD。小鼠颈椎脱臼处死，解剖，取其全肺，以医用纱布吸净肺表面液，称重，根据其全肺重量及对应小鼠体重算出该鼠的肺指数(肺指数=肺重/体重);然后取右肺下叶约2 mm×5 mm×10 mm大小肺组织置于福尔马林液中固定，以待制作肺组织切片;取余下的肺组织进行匀浆，匀浆液21734×g离心15 min，取上清液检测肺组织SOD、MDA、GSHPx、Hyp值。硫代巴比妥酸法测MDA含量，邻苯三酚自氧化速率法测SOD活力，GSH-Px活力、Hyp含量的检测按试剂盒说明进行。

2.4 统计学处理

用SAS9.0统计软件包进行分析，各组数据以均数±标准差(±s)表示，组间比较采用单因素方差分析，P＜0.05为差异有统计学意义。

3 结果

3.1 蕨菜黄酮含量的测定

以分光光度法测得提取的蕨菜干粉中蕨菜粗黄酮含量为6.182%。

3.2 蕨菜黄酮对染矽尘小鼠血清MDA、SOD的影响

见表1。与正常组相比，模型组血清MDA值显著升高、SOD活力显著下降(P＜0.05，P＜0.01);与模型组相比，蕨菜黄酮高、中剂量组血清MDA显著降低(P＜0.01)，低剂量组有降低趋势，但不显著(P＞0.05)，蕨菜黄酮各组SOD活力显著升高。

表1 蕨菜黄酮对染矽尘小鼠血清MDA和SOD的影响(n=10，±s)Table 1 Effect of P.aqulinum flavonoids on the serum levels of MDA and SOD in mice exposed to silica dust(n=10，±s)

表1 蕨菜黄酮对染矽尘小鼠血清MDA和SOD的影响(n=10，±s)Table 1 Effect of P.aqulinum flavonoids on the serum levels of MDA and SOD in mice exposed to silica dust(n=10，±s)

注：*P＜0.05，＊＊P＜0.01v正常组;△P＜0.05，△△P＜0.01v模型组Note：*P＜0.05，＊＊P＜0.01V normal group;△P＜0.05，△△P＜0.01V model group

组别Group 剂量Dose(mg/kg) MDA(O.D值) SOD(U/mL) Normal - 0.1103±0.0213 219±63.2模型组Model - 0.1353±0.0216* 121±45.8＊＊维生素E组Vitamin E 60 0.1011±0.0452 198±35.8△PAF低剂量PAF-L 50 0.1250±0.0373 190±48.3△PAF中剂量组PAF-M 100 0.0961±0.0165△△ 203±55△PAF高剂量组PAF-H 200 0.0922±0.0308△△ 202±51.3正常组△

3.3 蕨菜黄酮对染矽尘小鼠肺组织MDA、SOD、GSH-Px的影响

与正常组比较，模型组肺MDA显著升高，SOD、GSH-Px活力显著下降(P＜0.01);与模型组比较，蕨菜黄酮组肺MDA均显著降低(P＜0.01)，SOD活力均有不同程度的升高(P＜0.01，P＜0.05)，蕨菜黄酮高、中剂量组肺GSH-Px活力显著升高(P＜0.01，P＜0.05)。如表2。

表2 蕨菜黄酮对染矽尘小鼠肺组织MDA、SOD和GSH-Px的影响(n=10，±s)Table 2 Effect of P.aqulinum flavonoids on the lung tissues levels of MDA，SOD and GSH-Px in mice exposed to silica dust(n=10，±s)

表2 蕨菜黄酮对染矽尘小鼠肺组织MDA、SOD和GSH-Px的影响(n=10，±s)Table 2 Effect of P.aqulinum flavonoids on the lung tissues levels of MDA，SOD and GSH-Px in mice exposed to silica dust(n=10，±s)

注：*P＜0.05，＊＊P＜0.01v正常组;△P＜0.05，△△P＜0.01v模型组。Note：*P＜0.05，＊＊P＜0.01V normal group;△P＜0.05，△△P＜0.01V model group

组别Group 剂量Dose(mg/kg) MDA(O.D值) SOD(U/mL) GSH-Px(U/mL) Normal - 0.1891±0.0278 223±36.2 1903±356.1模型组Model - 0.2452±0.0534＊＊ 109±28.5＊＊ 1205±281.2＊＊维生素E组Vitamin E 60 0.2011±0.0432△ 171±46.8△ 1657±301.5△PAF低剂量PAF-L 50 0.1948±0.0282△△ 163±49.0△ 1421±265.0 PAF中剂量组PAF-M 100 0.1835±0.0461△△ 185±51.0△△ 1623±323.6△PAF高剂量组PAF-H 200 0.1901±0.0487△△ 190±44.0△△ 1812±411.8正常组△△

3.4 蕨菜黄酮对染矽尘小鼠肺组织Hyp、肺指数的影响

与正常组比较，模型组肺Hyp含量显著升高，小鼠的肺指数明显增大(P＜0.01);与模型组比较，蕨菜黄酮高、中剂量组肺Hyp含量显著下降(P＜0.01，P＜0.05)，肺指数显著下降(P＜0.05)。如表3。

表3 蕨菜黄酮对染矽尘小鼠肺组织Hyp和肺指数的影响(n=10，±s)Table 3 Effect of Pteridium aqulinum flavonoids on the lung tissues levels of Hyp and lung index in mice exposed to silica dust(n= 10，±s)

表3 蕨菜黄酮对染矽尘小鼠肺组织Hyp和肺指数的影响(n=10，±s)Table 3 Effect of Pteridium aqulinum flavonoids on the lung tissues levels of Hyp and lung index in mice exposed to silica dust(n= 10，±s)

注：*P＜0.05，＊＊P＜0.01v正常组;△P＜0.05，△△P＜0.01v模型组。Note：*P＜0.05，＊＊P＜0.01V normal group;△P＜0.05，△△P＜0.01V model group

组别Group 剂量Does(mg/kg) Hyp(μg/g) 肺指数Lung index(g/kg) Normal - 739±201.0 5.70±0.572模型组Model - 1313±328.3＊＊ 7.22±0.823＊＊维生素E组Vitamin E 60 909±208.3△ 6.41±0.625△PAF低剂量PAF-L 50 1125±299.0 6.63±0.388 PAF中剂量组PAF-M 100 933±287.0△ 6.35±0.692△PAF高剂量组PAF-H 200 829±231.2△△ 6.18±0.597正常组△

3.5 蕨菜黄酮对染矽尘小鼠肺组织切片的影响

与正常组相比，模型组间质胶原纤维增生，间隔增厚，肺泡腔变窄，形成肺纤维化;且浅染区较正常组明显缩小，而深染区明显增多，并出现大量浸润性细胞。与模型组相比，蕨菜黄酮组肺组织间胶原纤维均有增生，但程度较轻;随给药剂量的降低，增生有加重趋势。见图1。

4 讨论

在生理状态下，机体氧化、抗氧化系统处于动态平衡当中。一旦机体受到外来侵袭，如长期接触石英粉尘，引起机体氧化、抗氧化系统失衡，产生大量自由基及其降解产物，导致质膜损伤，促进纤维细胞增生和胶原合成，引起肺纤维化［1，3］;而这一结论已在临床研究及动物实验中得到证实［4，5］。本研究模拟自然条件下的矽尘环境，采用石英粉尘雾化吸入使小鼠染尘，结果模型组小鼠的氧化指标SOD活力下降及脂质过氧化物指标MDA含量升高，抗氧化指标GSH-Px活力下降，提示矽尘可诱导小鼠氧化应激的发生。

图1 蕨菜黄酮对染矽尘小鼠肺组织病理改变的影响Fig.1 Effect of Pteridium aqulinum flavonoids on the lung tissues pathological changes in mice exposed to silica dust

Hyp作为机体胶原蛋白的主要成分之一，其含量的高低可以作为衡量胶原组织代谢的重要指标［6］;为此，本课题选取Hyp、肺指数及肺组织病理学作为判断肺纤维化的指标。研究表明，模型组小鼠Hyp、肺指数显著升高，肺组织纤维化，提示染矽尘小鼠可能通过氧化应激诱导了肺纤维化的形成。

实验中，蕨菜黄酮灌胃给药3周，与模型组比较，高、中剂量组小鼠血清及肺组织MDA显著下降，血清及肺组织SOD活力、肺组织GSH-Px活力有不同程度的升高，提示蕨菜黄酮对染矽尘小鼠具有良好的抗氧化作用;而肺组织Hyp含量的下降、肺指数的降低及肺组织病理的改变，表明蕨菜黄酮具有延缓染矽尘小鼠肺纤维化的作用，其机制可能与其改善氧化应激有关。

综上所述表明，蕨菜黄酮对染矽尘小鼠具有较好的抗氧化应激及延缓肺纤维化的作用，可以作为防治矽肺的药物进行进一步研究。

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6 Lv XB(吕小波)，Yang DJ(杨东加)，Wu ZC(武正才)，et al.The therapeutic effects of polysaccharide from Bletilla striata on pneumociniosis in rat.J Yunnan Univ Tradit Chin Med(云南中医学院学报)，2010，33(3)：35-37.

Effect of Pteridium aqulinum Flavonoids on Oxidative Stress and Lung Fibrosis in Mice Exposed to Silica Dust

GU Fang-li1，CHEN Nai-fu1，2*，DAI Jun21Departement of Biological and Pharmaceutical Engineering，West of Anhui University;2Anhui Province Plant Cell Engineering Technology Research Center，Liu’an，237012，China

To study the effect of Pteridium aqulinum flavonoids on oxidative stress and lung fibrosis effects in mice exposed to silica dust，the models of mice were established by ultrasonic nebulized inhalation of silica suspension.At the same time，P.aqulinum flavonoids were administrated to model mice.After three weeks，these indices were detected which were superoxide dismutase(SOD)and malondialdehyde(MDA)in blood and SOD，MDA，glutathione peroxidase (GSH-Px)and hydroxyproline(Hyp)in lung tissue，the lung mass coefficient was calculated，and the pathology of the right lung were observed.The results showed that MDA value in blood and lung tissue of P.aqulinum flavones group decreased significantly，SOD activity was significantly elevated，GSH-Px activity in lung tissue was significantly elevated，contents of Hyp in lung tissue and pulmonary index decreased significantly，and pulmonary fibrosis process was delayed.These results suggested that P.aqulinum flavones in mice exposed to silica dust has better antioxidant effect，retarded the process of pulmonary fibrosis.

Pteridium aqulinum flavonoids;silica;mice;oxidative stress;lung fibrosis

1001-6880(2012)04-0529-04

2011-10-08 接受日期：2011-12-07

安徽省自然科学基金项目(090413113);安徽高校省级自然科学研究重点项目(KJ2009A165)

*通讯作者 Tel：86-564-3305073;E-mail：naifuchen1962@163.com

R285.5

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