李莹,高铭彤,李婧毓,刘一桐,曾露露,丁传波,2,刘文丛*,郑毅男*
(1.吉林农业大学中药材学院,吉林省长春市,130118;2.珲春华瑞参业生物工程股份有限公司,吉林省珲春市,133300)
黄秋葵醇提物对顺铂致急性肾损伤的保护作用
李莹1,高铭彤1,李婧毓1,刘一桐1,曾露露1,丁传波1,2,刘文丛1*,郑毅男1*
(1.吉林农业大学中药材学院,吉林省长春市,130118;2.珲春华瑞参业生物工程股份有限公司,吉林省珲春市,133300)
为了探讨黄秋葵嫩果醇提物对顺铂致小鼠急性肾损伤是否具有保护作用,将50只SPF级ICR雄性小鼠随机均分为空白对照组(0.9%生理盐水)、模型组(0.9%生理盐水)、黄秋葵醇提物(HQK)高中低剂量组(400、200、100 mg/kg),分别灌胃给药7 d,除空白对照组,于第7天给药1 h后灌胃给顺铂20 mg/kg。再灌胃给药3 d后,眼球取血,测定血清中尿素氮(BUN)、肌酐(CRE)、超氧化物歧化酶(SOD)、还原型谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)的含量;测定肾脏匀浆中SOD、GSH和MDA含量;并观察苏木精-伊红(HE)病理切片组织病理学变化。结果表明:与模型组比较,HQK高、中剂量组中BUN、CRE含量均降低,肾组织GSH、SOD含量均升高(P<0.01,P<0.05),HE染色观察HQK高剂量组可显著保护顺铂致肾组织病理损害。黄秋葵醇提取物对CDDP诱导的小鼠急性肾损伤均有一定的保护作用。
顺铂;黄秋葵醇提取物;肾毒性;血尿素氮;肌酐
顺铂(cis-diamminedichloroplatinum, CDDP)是广泛应用于临床的抗肿瘤化疗药物,治疗多种实体肿瘤[1],但CDDP具有一定的毒副作用,其中肾毒性最为常见,成为限制CDDP在临床大量使用的主要原因。已有研究表明,CDDP的肾毒性与多种因素有关,包括一氧化氮应激[2]、氧化应激等[3]。因此,研究一种药物在使用CDDP治疗肿瘤的过程中与CDDP结合使其降低毒副作用,是目前药理学、毒理学研究的热点。
黄秋葵(AbelmoschusesculentusLinn.)属于锦葵科(Malvaceae)秋葵属(Abelmoschus Medic)一年生草本植物,别名咖啡黄葵、补肾草等[4-5]。在欧美国家被誉为“植物伟哥”,日本称其为“绿色人参”,具有一定保护肾脏功效[6]。目前,对于黄秋葵醇提物(Okra alcohol extract,HQK)对顺铂致急性肾损伤的保护作用尚未见报道,试验通过建立顺铂诱导急性肾损伤模型,研究黄秋葵醇提物其对肾脏保护作用的研究,以期为黄秋葵对肾脏保护功能提供理论依据。
1.1 材料与仪器 黄秋葵采购于江西萍乡,经吉林农业大学中药材学院郑毅男教授鉴定为锦葵科(Malvaceae)秋葵属(Abelmoschus Medic)黄秋葵;顺铂(sigma公司,CAS号15663-27-1);MK3型酶标仪(美国Thermo Electron公司);肌酐、尿素氮、MDA、SOD、GSH、考马斯亮蓝试剂盒(南京建成生物工程研究所,批号:20151130);SPF级ICR雄性小鼠,体质量(18~22)g(长春市亿斯实验动物技术有限责任公司,合格证号:SCXK-(吉)-2011-0004)50只。
1.2 方法
1.2.1 药物准备 黄秋葵醇提物(HQK)制备:1 kg黄秋葵嫩果,冷冻干燥,粉碎,20、15、10倍量的70%乙醇超声提取3次,每次30 min,抽滤,合并滤液,减压浓缩,用真空干燥机干燥的HQK 367.5 g。分别取HQK 100、200、400 mg分别定容到10 ml容量瓶中,即得10、20、40 mg/mL HQK溶液。
顺铂:精确称取CDDP 0.2 g,置于100 mL容量瓶中,加入5‰羧甲基纤维素钠定容,即得2 mg/mL顺铂溶液。
1.2.2 实验动物分组 ICR雄性小鼠50只,适应性饲养7 d后随机分为空白对照组、模型组、HQK高、中、低剂量组(100、200、400 mg/kg),每组10只,空白对照组和模型组每天灌胃生理盐水,其他给药组分别灌胃相应药物,按0.1 mL/10 g剂量给药,共给药10 d,每次灌胃前记录小鼠体重,计算小鼠顺铂造模前后体重变化率。于给药第6天晚上禁食不禁水,第7天正常给药1h后,除空白对照组灌胃给药0.1 mL/10 g顺铂后,继续正常给药3 d。第9天晚上禁食不禁水,第10天正常给药后1 h,眼球取血,脊椎处死,取两侧肾脏组织,去包膜脂肪称重,并计算肾脏指数=(肾脏湿重/体重)×100%。全血室温静置30 min后,3500 r 离心10 min分离血清,4℃下保存。按照试剂盒说明书分别测定血清BUN、CRE、MDA、GSH、SOD。取一定量的右肾组织制备10%匀浆以备分别测定MDA、GSH、SOD。另取左肾于4%甲醛中固定,切片处理,HE染色法观察肾组织病理学变化。
与空白对照组相比,模型组小鼠少动,毛色稀疏无光泽,饮食饮水量明显下降,体重明显减轻;HQK给药组(200、400 mg/kg)较模型组,状态明显好转,活动量明显增加,毛色较有光泽,体重略有上升。
2.1 各组体重、脏器指数比较 各组小鼠初始体重无统计学意义。建立模型后,模型组与空白对照组和HQK给药组相比,小鼠体重变化率、肾脏系数显著下降;HQK给药组(200、400 mg/kg)与模型组相比,小鼠体重、肾脏指数变化率显著增加(P<0.01,P<0.05),如表1、表2所示。
表1 HQK对顺铂所致小鼠体重变化的影响
表2 HQK对顺铂所致小鼠肾脏重量和肾脏指数的影响±s,n=10)
与空白组,#P<0.05,##P<0.01;与模型组,*P<0.05,**P<0.01
2.2 各组血清BUN、CRE比较 模型组与空白对照组相比BUN和CRE均显著升高,分别是空白对照组的1.4和1.5倍;与模型组相比,HQK高剂量组BUN和CRE分别降低了26%和32%;HQK中剂量组分别降低了14%和21%;HQK低剂量组分别降低了9%和16%,如表3所示。
表3 HQK对顺铂所致小鼠血清BUN、CRE影响
与空白组,#P<0.05,##P<0.01;与模型组,*P<0.05,**P<0.01
2.3 各组血清、肾组织的MDA、GSH、SOD比较 与空白对照组相比,模型组血清与肾组织丙二醛(MDA)均显著升高27%和58%;谷胱甘肽(GSH)显著性降低19%和41%;超氧化物歧化酶(SOD)均显著性降低28%和40%。各给药组与模型组相比,HQK高、中、低剂量组血清与肾组织中MDA均显著性降低24%、17%、13%与31%、24%、14%(P<0.01,P<0.05); HQK高、中剂量组血清与肾组织中GSH均有显著性升高1.17倍、1.15倍与1.52倍、1.23倍(P<0.01,P<0.05); HQK高、中剂量组血清与肾组织中SOD均有1.32倍、1.07倍与1.65倍、1.28倍增加,呈显著性差异(P<0.01,P<0.05),证明HQK高、中剂量可以改善抗氧化性指标,缓解肾组织损伤程度,如图1所示。
2.4 黄秋葵对小鼠肾脏组织形态学影响 空白对照组小鼠肾脏呈鲜红色,表面光滑。模型组小鼠的肾脏呈灰白色,表面粗糙,有水泡样密集小点。HQK给药组小鼠的肾脏呈暗红色,表面稍有粗糙,个别小鼠有水泡样的小点。选择“2.3”“2.4”项下作用较明显组小鼠的肾脏进行HE染色。如图2可见:与空白对照组比较,模型组小鼠的肾脏组织有明显的肾小管腔阻塞出血,管腔扩张,肾小管上皮见扁平细胞,细胞核大片固缩。与模型组相比,HQK给药组小鼠肾脏病理变化均有所改善;HQK高剂量组没有明显的肾小管腔阻塞出血,肾小管排列规则,少量细胞核固缩,变性坏死现象减轻。
图1 黄秋葵醇提物对小鼠血清及肾脏组织中MDA、GSH、SOD的影响
图2 空白对照组(A)、CDDP模型组(B)、黄秋葵高剂量组(C)、黄秋葵中剂量组(D)、黄秋葵低剂量组(E)结果图(HE×400)
顺铂(CDDP)为临床上常用于治疗实体肿瘤且有效的化疗药物,但是其对正常组织中有严重的副作用,限制其在临床中的应用。其副作用有有耳毒性、 胃肠道毒性、 骨髓抑制、 变态反应及急性肾功能损伤[7-8],其中急性肾损伤最常见。有研究表明CDDP对肾脏损伤的最主要的原因可能是氧化应激损伤,因此,探索一种具有抗氧化作用的天然药物,并且能够降低顺铂致肾毒性和保护肾功能损伤状况的药物具有重要意义。近年来,学者们对黄秋葵活性成分进行了许多研究,周兆祥[9]研究表明黄秋葵茶叶富含黄酮、多糖等活性成分,具有较好抗氧化能力。刘爱静[10]等黄秋葵中黄酮成分具有较强的自由基清除能力及还原能力。进而,对黄秋葵醇提物对顺铂诱导急性肾损伤的保护作用提供了重要理论依据。
本试验中血清中BUN和CRE的浓度在于机体氮的分解代谢和肾脏的排泄功能有关,在一定程度上BUN和CRE的浓度可以反映肾小球滤过率功能的损伤程度,脏器指数的变化可以有效的反映药物对该器官的毒性作用[11]。结果表明,黄秋葵醇提物高剂量肌酐(BUN)和尿素氮(CRE)均显著性降低,对肾小球有一定的保护作用。
血清和肾脏组织中的丙二醛(MDA)和超氧化歧化酶(SOD)测定相互结合[12],MDA的高低间接反映了机体细胞受自由基攻击的严重程度,而SOD又间接的反映了机体清除自由基的能力[13]。并且血清与肾脏组织中的谷胱甘肽(GSH)是一种低分子清除剂,缺乏或耗竭GSH会促使CDDP对肾脏的急性损伤或加重其中毒作用[14]。本试验中黄秋葵醇提物高剂量组中,血清与肾脏组织的MDA显著性降低,GSH和SOD显著性增加(P<0.01)。黄秋葵醇提物可以减轻CDDP引起氧化应激的损伤,降低其中毒作用。并通过观察苏木精-伊红(HE)病理切片组织病理学变化,认为黄秋葵醇提物高剂量对CDDP致急性肾损伤有一定的保护作用,其保护机制需进一步研究。
[1] Dasari S, Tchounwou P B. Cisplatin in cancer therapy:molecular mechanisms of action[J]. Eur J Pharmacol,2014,740:364-378.
[2] Chirino Y I, Pedraza-Chaverri J. Role of oxidative and nitrosative stress in cisplatin -induced nephrotoxicity[J]. Exp Toxicol Pathol, 2009,61(3):223-242.
[3] Santos N A G, Catao C S, Martins N M,etal. Cisplatin-induced nephrotoxicity is associated with oxidative stress, redox state unbalance, impairment of energetic metabolism and apoptosis in rat kidney mitochondria[J]. Archives of Toxicolog -y,2007,81( 7):495-504.
[4] 中国科学院"中国植物志"编辑委员会.中国植物志[M].北京:科学出版社,1984,49(2):56.
[5] Santos I F, Santos A M P, Barbosa UA,etal. Multivariate analysis of the mineral content of raw and cooked okra (AbelmoschusesculentusL.) [J]. Microchemical Journal, 2013, 110: 439-443.
[6] 单承莺,马世宏,张卫明.保健蔬菜黄秋葵的应用价值与前景[J].中国野生植物资源,2012,31(2):68-71.
[7] Sastry J, Kellie S J. Severe neurotoxicity, ototoxicity and nephrotoxicity following high-dose cisplatin and amifostine [J].Pediatric Hematology&Oncology ,2009,22(5): 441 -445.
[8] Arany I, Safirstein R L. Cisplatin nephrotoxicity[J].Seminnars in Nephrology,2003,23(5):460-464.
[9] 周兆祥,白石琦,邹烨,等.黄秋葵茶叶的成分分析及其水提物的抗氧化活性测定[J].江苏大学学报(医学版),2015,25(3):260-262.
[10]刘爱敬,廖争争,郭琳,等.大孔树脂纯化黄秋葵黄酮及其体外抗氧化活性研究[J].食品工业科技,2015,16:284-288.
[11]Kouki T, Komiya I, Masuzaki H. The ratio of the blood urea nitrogen/creatinine index in patients with acute renal failure is decreased due to dextran or mannitol [J].Internal Medicine,2010,49(49):223-226.
[12]连燕娜,高丽萍.益气补肾方药对顺铂致大鼠肾毒性及顺铂抗肿瘤活性影响[J].中国临床药理学与治疗学,2016,21(1):51-54
[13]王黎,杨红梅,陈洁,等.灵芝多糖对顺铂致大鼠肾损伤保护作用的实验研究[J].中成药, 2003, 25(12):990-993.
[14]李昱辰, 仲来福.姜黄素对顺铂所致大鼠肾毒性的防护作用[J].毒理学杂志,2006,20(2):91-93.
(编辑:陈希)
Protective Effects of Alcohol Extract of Okra CisplatinInduced Acute Kidney Injury
LI Ying1, GAO Ming-tong1,LI Jing-yu1, LIU Yi-tong1,ZENG Lu-lu1,DING Chuan-bo1,2, LIU Wen-cong1*,ZHENG Yi-nan1*
(1.CollegeofChineseMedicinalMaterials,JilinAgriculturalUniversity,Changchun130118,China;2.HunchunHuaruiGinsengIndustryBioengineeringCo.,Ltd.,Hunchun133300 ,China.)
The study of okra tender fruit alcohol extract protective effects against cisplatin-induced acute kidney injury in mice.The 50 SPF ICR male mice were randomly divided into five groups: control (0.9% normal saline), model (0.9% normal saline), okra alcohol extraction from high, medium and low dose group(400、200、100 mg/kg). Respectively, 7 d of intragastric administration. After 7 d, in addition to the control group, were given one hour after administration of gastric administration of cisplatin 20 mg/kg. And then intragastric administration 3 d,after eyeball plasma, serum centrifugal stay. We tested the content of serum blood urea nitrogen(BUN), serum creatinine (CRE),superoxide dismutase(SOD), glutathione (GSH) and malondialdehyde(MDA).Also measured SOD, GSH and MDA content in kidney homogenates; and inspected the changes of pathological by hematoxylin-eosin (HE). The experimental results show ,compared with the model, the okra alcohol extract high and middle dosage group, BUN, CRE content decreased and kidney tissues by GSH, SOD levels were increased (P<0.01,P<0.05). We discovered the okra alcohol extract better than the model could protectd renal pathological damage by HE. Therefore okra alcohol extract on cisplatin-induced acute kidney injury in mice has a protective effect.
cisplatin; okra extract; renal toxicity; blood urea nitrogen; serum create- nine
吉林省自然科学基金(20160101017JC);吉林省大学生创业资金项目(20160521011HJ)
李莹,硕士研究生,从事天然产物化学研究。
刘文丛, E-mail:jwlw6803@126.com;郑毅男,E-mail:zhengyinan@tom.com
2016-05-13
A
1002-1280 (2016) 07-0052-05
S853.74