蔓荆子提取物对小鼠造血系统辐射损伤的防护作用

王欣悦 王月 李文璇 霍启东 董银萍 唐生安 李德冠

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蔓荆子提取物对小鼠造血系统辐射损伤的防护作用

    通讯作者: 李德冠, lideguan@irm-cams.ac.cn

Protective effect of Vitex trifolia L. extracts on radiation injury of hematopoietic system in mice

    Corresponding author: Deguan Li, lideguan@irm-cams.ac.cn
  • 摘要: 目的 探讨蔓荆子提取物对小鼠造血系统辐射损伤的防护作用。 方法 (1)体外细胞实验:提取小鼠骨髓细胞,将骨髓细胞分为对照组、蔓荆子组、照射组和蔓荆子+照射组,蔓荆子组的给药浓度为0.01 mg/ml和0.001 mg/ml,蔓荆子+照射组的给药浓度为0.001 mg/mL,照射组和蔓荆子+照射组细胞经1 Gy照射。使用酶标仪检测细胞活力,异硫氰酸荧光素(FITC)通道检测细胞的活性氧(ROS)水平,FITC和藻红蛋白(PE)通道检测细胞的凋亡水平。(2)体内实验:采用简单随机抽样法将15只C57BL/6小鼠分为对照组(n=5)、照射组(n=5)和蔓荆子+照射组(n=5)。对照组小鼠进行假照射(0 Gy),照射组和蔓荆子+照射组小鼠进行一次性2 Gy全身照射。将蔓荆子提取物用二甲基亚砜(DMSO)配制为 500 mg/ml 的蔓荆子溶液,灌胃前用生理盐水稀释,蔓荆子+照射组小鼠于照射前给予蔓荆子提取物(400 mg/kg)0.2 ml,连续给药7 d,照射后10 d处死小鼠。使用全自动血液分析仪分别对外周血血细胞和骨髓有核细胞(BMNC)计数,使用流式细胞仪分析造血干/祖细胞的数量和百分比,检测骨髓造血细胞内ROS水平、人磷酸化组蛋白H2A变异体(γH2AX)和磷酸化的p38(pp38)的表达。符合正态分布的计量资料的2组间比较采用独立样本t检验(方差齐)。 结果 (1)体外细胞实验:与照射组比较,0.001 mg/mL蔓荆子+照射组的骨髓细胞活力明显提高(585 485.00±37 335.80对460 384.55±53 786.37),ROS水平降低(12 260.67±232.34对17 969.67±467.24),凋亡细胞百分比显著降低[(28.97±0.32)% 对 (35.33±0.35)%],且差异均有统计学意义(t=4.245、18.950、23.161,均P<0.01)。(2)体内实验:与照射组相比,蔓荆子+照射组小鼠的BMNC数量[(23.34±3.01)×106个/只对(16.73±2.57)×106个/只]、白细胞数量[(2.80±0.35)×109个/L对(2.21±0.24)×109个/L]、红细胞数量[(10.54±0.51)×1012个/L对(9.68±0.26)×1012个/L]、血小板数量[(339.80±49.42)×109个/L对(289.40±54.08)×109个/L]和血红蛋白含量[(139.20±3.66) g/L对(129.20±3.87) g/L]均升高,且差异均有统计学意义(t=2.582、2.824、2.999、1.376、9.739,均P<0.01)。与照射组比校,蔓荆子+照射组小鼠造血祖细胞的数量[(34916.03±697.36)个/只对(26388.04±241.78)个/只]和百分比[(29.83±4.32)%对(22.76±2.20)%]升高,造血干细胞的数量[(2 074.00±23.12)个/只对(929.40±166.52)个/只]升高,且差异均有统计学意义(t=5.423、9.171、3.175,均P<0.01);造血干/祖细胞中的ROS水平下降[(7 750.20±589.05)对(8 515.20±1 036.46),(9 360.20±831.97)对(10 291.40±767.57)],差异均无统计学意义(t=1.435、1.839,P=0.189、0.103);造血干/祖细胞中γH2AX的表达降低(693.20±4.82对751.60±32.72), 且差异有统计学意义(t=3.064,P<0.01);造血干/祖细胞中pp38表达降低(1 181.20±11.28对1 183.60±49.70,1 411.20±50.25对1 424.40±80.95),差异均无统计学意义(t=0.105、0.765, P=0.014、0.310)。 结论 蔓荆子提取物通过降低造血细胞的氧化应激和抑制造血干细胞内的DNA损伤来达到辐射防护效果。
  • 图 1  蔓荆子提取物对小鼠骨髓细胞活力、活性氧水平和凋亡水平的影响

    Figure 1.  Effects of Vitex trifolia L. extracts on cell viability, reactive oxygen species levels and apoptosis levels of mouse bone marrow cells

    图 2  蔓荆子提取物对2 Gy全身照射小鼠BMNC数量、HSPC数量和HSPC百分比的影响

    Figure 2.  Effects of Vitex trifolia L. extracts on the quantity of bone marrow nucleated cell, quantity and percentage of hematopoietic stem progenitor cells in mice after 2 Gy total body irradiation

    图 3  蔓荆子提取物对2 Gy全身照射小鼠HSPC内活性氧水平、γH2AX和pp38表达的影响

    Figure 3.  Effects of Vitex trifolia L. extracts on reactive oxygen species levels and expression of phosphorylated histone H2A variant and pp38 in mice after 2 Gy total body irradiation

    表 1  蔓荆子提取物对2 Gy照射后小鼠外周血血细胞、血红蛋白的影响($\bar x \pm s $

    Table 1.  Effects of Vitex trifolia L. extracts on peripheral blood cells and hemoglobins of mice after 2 Gy irradiation ($\bar x \pm s $)

    组别白细胞
    (×109个/L)
    红细胞
    (×1012个/L)
    血小板
    (×109个/L)
    血红蛋白
    (g/L)
    淋巴细胞
    (×109/L)
    对照组(n=5) 3.81±0.26 10.70±0.43 561.80±75.73 140.80±3.66 3.57±0.18
    照射组(n=5) 2.21±0.24a 9.68±0.26a 289.40±54.08a 129.20±3.87a 2.02±0.19a
    蔓荆子+照射组(n=5) 2.80±0.35ab 10.54±0.51b 339.80±49.42ab 139.20±3.66b 2.20±0.21a
    注:a表示与对照组比较,差异均有统计学意义(t=4.040~11.880,均P<0.01);b表示与照射组比较,差异均有统计学意义(t=2.824、2.999、1.376、9.739,均P<0.01)
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-07-14
  • 网络出版日期:  2023-06-29
  • 刊出日期:  2023-06-25

蔓荆子提取物对小鼠造血系统辐射损伤的防护作用

    通讯作者: 李德冠, lideguan@irm-cams.ac.cn
  • 1. 中国医学科学院北京协和医学院放射医学研究所,天津市放射医学与分子核医学重点实验室,天津 300192
  • 2. 天津医科大学药学院,天津市临床药物关键技术重点实验室,天津 300070

摘要:  目的 探讨蔓荆子提取物对小鼠造血系统辐射损伤的防护作用。 方法 (1)体外细胞实验:提取小鼠骨髓细胞,将骨髓细胞分为对照组、蔓荆子组、照射组和蔓荆子+照射组,蔓荆子组的给药浓度为0.01 mg/ml和0.001 mg/ml,蔓荆子+照射组的给药浓度为0.001 mg/mL,照射组和蔓荆子+照射组细胞经1 Gy照射。使用酶标仪检测细胞活力,异硫氰酸荧光素(FITC)通道检测细胞的活性氧(ROS)水平,FITC和藻红蛋白(PE)通道检测细胞的凋亡水平。(2)体内实验:采用简单随机抽样法将15只C57BL/6小鼠分为对照组(n=5)、照射组(n=5)和蔓荆子+照射组(n=5)。对照组小鼠进行假照射(0 Gy),照射组和蔓荆子+照射组小鼠进行一次性2 Gy全身照射。将蔓荆子提取物用二甲基亚砜(DMSO)配制为 500 mg/ml 的蔓荆子溶液,灌胃前用生理盐水稀释,蔓荆子+照射组小鼠于照射前给予蔓荆子提取物(400 mg/kg)0.2 ml,连续给药7 d,照射后10 d处死小鼠。使用全自动血液分析仪分别对外周血血细胞和骨髓有核细胞(BMNC)计数,使用流式细胞仪分析造血干/祖细胞的数量和百分比,检测骨髓造血细胞内ROS水平、人磷酸化组蛋白H2A变异体(γH2AX)和磷酸化的p38(pp38)的表达。符合正态分布的计量资料的2组间比较采用独立样本t检验(方差齐)。 结果 (1)体外细胞实验:与照射组比较,0.001 mg/mL蔓荆子+照射组的骨髓细胞活力明显提高(585 485.00±37 335.80对460 384.55±53 786.37),ROS水平降低(12 260.67±232.34对17 969.67±467.24),凋亡细胞百分比显著降低[(28.97±0.32)% 对 (35.33±0.35)%],且差异均有统计学意义(t=4.245、18.950、23.161,均P<0.01)。(2)体内实验:与照射组相比,蔓荆子+照射组小鼠的BMNC数量[(23.34±3.01)×106个/只对(16.73±2.57)×106个/只]、白细胞数量[(2.80±0.35)×109个/L对(2.21±0.24)×109个/L]、红细胞数量[(10.54±0.51)×1012个/L对(9.68±0.26)×1012个/L]、血小板数量[(339.80±49.42)×109个/L对(289.40±54.08)×109个/L]和血红蛋白含量[(139.20±3.66) g/L对(129.20±3.87) g/L]均升高,且差异均有统计学意义(t=2.582、2.824、2.999、1.376、9.739,均P<0.01)。与照射组比校,蔓荆子+照射组小鼠造血祖细胞的数量[(34916.03±697.36)个/只对(26388.04±241.78)个/只]和百分比[(29.83±4.32)%对(22.76±2.20)%]升高,造血干细胞的数量[(2 074.00±23.12)个/只对(929.40±166.52)个/只]升高,且差异均有统计学意义(t=5.423、9.171、3.175,均P<0.01);造血干/祖细胞中的ROS水平下降[(7 750.20±589.05)对(8 515.20±1 036.46),(9 360.20±831.97)对(10 291.40±767.57)],差异均无统计学意义(t=1.435、1.839,P=0.189、0.103);造血干/祖细胞中γH2AX的表达降低(693.20±4.82对751.60±32.72), 且差异有统计学意义(t=3.064,P<0.01);造血干/祖细胞中pp38表达降低(1 181.20±11.28对1 183.60±49.70,1 411.20±50.25对1 424.40±80.95),差异均无统计学意义(t=0.105、0.765, P=0.014、0.310)。 结论 蔓荆子提取物通过降低造血细胞的氧化应激和抑制造血干细胞内的DNA损伤来达到辐射防护效果。

English Abstract

  • 造血系统是辐射敏感的靶器官,辐射不仅会诱发急性造血损伤综合征,还会诱发长期的骨髓抑制,这种长期的骨髓抑制主要归因于造血干细胞(hematopoietic stem cells, HSC)的永久性损伤,包括其自我更新受阻、长期增殖能力下降和髓系分化偏移[1-2]。已有多种造血生长因子如粒细胞集落刺激因子、促红细胞生成素和粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子等被美国食品药品监督管理局(FDA)批准用于造血系统辐射损伤的治疗。但研究人员发现造血生长因子会损伤HSC的功能,诱发长期的骨髓损伤,因此仍需开发更有效的辐射损伤治疗药物[3]。天然产物因其活性成分含量高、抗辐射效果显著、低毒、价廉且易获得等优点逐渐被人们所认识和接受,如红花黄色素A、黄芩素等天然产物均表现出了对造血系统辐射损伤的防治疗效[4]。蔓荆子为马鞭草科牡荆属植物单叶蔓荆或蔓荆的干燥成熟果实[5]。有研究结果表明蔓荆子具有抗炎,抗菌,抑制肿瘤细胞增殖、侵袭和转移的作用[6],但是蔓荆子提取物对造血系统辐射损伤的作用和机制尚鲜见报道。本研究通过体内和体外实验对其机制进行了初步探索,为蔓荆子等中药相关领域的研究提供参考。

    • 137Cs γ 射线照射源(Gammacell®40 Exactor,0.833 Gy/min)购自加拿大原子能有限公司;流式细胞仪(FACS Celesta型)购自美国BD公司;全自动血液分析仪(MEK-7222K型)购自日本光电公司;EnSpire多功能酶标仪购自美国PerkinElmer公司。

    • 培养基(RPMI1640)(11875101)、胎牛血清(10099141C)购自美国Gibco生物技术有限公司;Alexa Fluor 488 anti-人磷酸化组蛋白H2A变异体(phosphorylated histone H2A variant,γH2AX)(560445)、Alexa Fluor 555 anti-pp38(612565)购自美国BD公司;CellTiter-Lumi™发光法细胞活力检测试剂盒(C0065S)、活性氧(reactive oxygen species,ROS)检测试剂盒(2',7'-Dichlorodihydrofluorescein diacetate,DCFH-DA)(S0033S)购自上海碧云天生物技术有限公司;1,1-二苯基-2-苦基肼自由基(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical 2,2-diphenyl-1-(2,4,6-trinitrophenyl)hydrazyl, DPPH)购自日本东京化成工业株式会社;AnnexinV-异硫氰酸荧光素(fluorescein isothiocyanate,FITC)Apoptosis Detection Kit细胞凋亡检测试剂盒(40302ES20)购自上海翊圣生物科技有限公司;PBS磷酸盐缓冲液干粉(P1010-2L)、二甲基亚砜(DMSO)(67-68-5)购自北京索莱宝生物科技有限公司;一抗:CD45R/B220(13-0452-81)、Gr-1(13-5931-82)、Ter119(13-5921-82)、CD3(13-0037-82)、CD11b(13-0112-82)购自美国eBioscience生物科技有限公司;二抗:Streptavidin(405224)、Sca1(108125)、c-kit(313220)购自美国Biolegend生物科技有限公司。蔓荆子提取物由天津医科大学唐生安课题组提供,蔓荆子(50 g)粉碎后用500 ml甲醇于室温进行回流提取3次,每次2 h,提取液经减压浓缩得到淡黄色的蔓荆子甲醇提取物(2.8 g)。

    • 选用15只8~10周龄雄性C57BL/6纯系小鼠,均购于北京华阜康生物科技有限公司[合格证号:SCXK(京)2020-0004]。所有小鼠均饲养于中国医学科学院放射医学研究所无特定病原体级动物房,自由饮用无菌水和进食无特定病原体级鼠繁殖饲料。本研究获得中国医学科学院放射医学研究所动物伦理委员会的批准(批准号:IRM-DWLL-2021024)。

    • 在无菌条件下采用简单随机抽样法选取 1 只小鼠分离单侧股骨,提取骨髓细胞,用含 2% 胎牛血清的 PBS 冲洗后进行细胞计数。将提取出的骨髓细胞按1×105个/孔在96孔板上铺板。将上述提取骨髓细胞分为对照组、蔓荆子组、照射组和蔓荆子+照射组,其中蔓荆子组的给药浓度为0.01 mg/ml和0.001 mg/ml,蔓荆子+照射组的给药浓度为0.001 mg/ml,照射组给予1 Gy照射,照射+蔓荆子组于给药30 min后进行一次性1 Gy照射。

    • 将15只小鼠采用简单随机抽样法分为对照组、照射组和蔓荆子+照射组,每组5只。其中对照组小鼠进行假照射(0 Gy);照射组和蔓荆子+照射组小鼠进行一次性2 Gy全身照射。本研究用二甲基亚砜(DMSO)将蔓荆子提取物配制成500 mg/ml的溶液,灌胃前用生理盐水稀释,蔓荆子+照射组小鼠于照射前1 h给予蔓荆子提取物(400 mg/kg)灌胃给药0.2 ml,连续给药7 d;对照组和照射组小鼠给予0.2 ml生理盐水。照射后10 d引颈脱臼处死小鼠。

    • 照射组和蔓荆子+照射组的骨髓细胞给予1 Gy照射24 h后,与对照组骨髓细胞使用CellTiter-Lumi™发光法细胞活力检测试剂盒标记,酶标仪检测骨髓细胞活力。

    • 小鼠骨髓细胞给予1 Gy照射后24 h收集细胞,取1×107个细胞加入DCFH-DA试剂盒染色,用FITC通道检测细胞的ROS水平。取1×107个细胞用Binding Buffer重悬,加入Annexin V-FITC和碘化丙啶 (propidium iodide,PI)溶液染色,用FITC和藻红蛋白(phycoerythrin,PE)通道检测细胞的凋亡水平。

    • 于小鼠眼眶取外周血,分离小鼠单侧股骨,用含2%胎牛血清的PBS将骨髓细胞冲出,使用全自动血液分析仪分别对眼眶外周血血细胞和股骨BMNC计数。

    • 取1×106个小鼠骨髓细胞,加入使用生物素标记的混合一抗(CD45R/B220、Gr-1、Ter119、CD3、CD11b),4℃避光孵育30 min,用含2%胎牛血清的PBS洗涤后加入混合二抗(Streptavidin、Sca1、c-kit)染色。取部分骨髓细胞装载DCFH-DA探针,37℃避光孵育30 min,用含2%胎牛血清的PBS洗涤后使用流式细胞仪检测小鼠造血祖细胞(hematopoietic progenitor cell, HPC)(linc-kit+Sca1)和HSC(linc-kit+Sca1+)的百分比、数量及ROS水平。剩余细胞固定破膜12 h后,加入pp38、γH2AX抗体染色,用流式细胞仪检测pp38和γH2AX的表达。

    • 应用 GraphPad Prism 9.0 软件对数据进行统计学分析。符合正态分布的计量资料以$\bar x \pm s $表示,2组间的比较采用独立样本t检验(方差齐)。P<0.05为差异有统计学意义。

    • 图1A可见,与对照组比较,0.001、0.01 mg/ml蔓荆子组小鼠骨髓细胞活力的差别不大(742 222.50±18 648.65对758 605.00±20 898.92,742 565.00±27 315.65 对758 605.00±20 898.92),且差异均无统计学意义(t=1.170、0.933,P=0.528、0.813)。与照射组比较,0.001 mg/ml蔓荆子+照射组小鼠的骨髓细胞活力明显提高(585 485.00±37 335.80对460 384.55±53 786.37),且差异有统计学意义(P<0.01)(图1B)。由于0.001 mg/ml的蔓荆子摄取物对辐射损伤有明显的修复作用,所以后续ROS水平检测和凋亡实验采用了浓度为0.001 mg/ml的蔓荆子摄取物。与照射组相比,蔓荆子+照射组受照细胞中ROS水平和凋亡细胞百分比显著降低[12 260.67±232.34 对17 969.67±467.24,(28.97±0.32)%对(35.33±0.35)%],且差异均有统计学意义(均P<0.01)(图1C1D)。上述结果表明,蔓荆子提取物可通过降低受照骨髓细胞的ROS和凋亡水平来发挥辐射防护作用。

      图  1  蔓荆子提取物对小鼠骨髓细胞活力、活性氧水平和凋亡水平的影响

      Figure 1.  Effects of Vitex trifolia L. extracts on cell viability, reactive oxygen species levels and apoptosis levels of mouse bone marrow cells

    • 与对照组比较,照射组小鼠的外周血血细胞数量和血红蛋白含量明显减少,且差异均有统计学意义(均P<0.01)。与照射组比较,蔓荆子+照射组小鼠外周血中的白细胞、红细胞、血小板数量和血红蛋白含量明显提高,且差异均有统计学意义(均P<0.01)(表1)。上述结果表明,蔓荆子提取物可提高受照小鼠外周血中血细胞数量和血红蛋白含量。

      组别白细胞
      (×109个/L)
      红细胞
      (×1012个/L)
      血小板
      (×109个/L)
      血红蛋白
      (g/L)
      淋巴细胞
      (×109/L)
      对照组(n=5) 3.81±0.26 10.70±0.43 561.80±75.73 140.80±3.66 3.57±0.18
      照射组(n=5) 2.21±0.24a 9.68±0.26a 289.40±54.08a 129.20±3.87a 2.02±0.19a
      蔓荆子+照射组(n=5) 2.80±0.35ab 10.54±0.51b 339.80±49.42ab 139.20±3.66b 2.20±0.21a
      注:a表示与对照组比较,差异均有统计学意义(t=4.040~11.880,均P<0.01);b表示与照射组比较,差异均有统计学意义(t=2.824、2.999、1.376、9.739,均P<0.01)

      表 1  蔓荆子提取物对2 Gy照射后小鼠外周血血细胞、血红蛋白的影响($\bar x \pm s $

      Table 1.  Effects of Vitex trifolia L. extracts on peripheral blood cells and hemoglobins of mice after 2 Gy irradiation ($\bar x \pm s $)

    • 流式细胞术检测BMNC及HSPC的分型示意图如图2A~2C所示。与对照组比较,照射组小鼠BMNC的数量显著降低[(16.73±2.57)×106个/只对(21.21±0.82)×106个/只];与照射组比较,蔓荆子+照射组小鼠的BMNC数量显著升高[(23.34±3.01)×106个/只对(16.73±2.57)×106个/只],且差异均有统计学意义(均P<0.01)(图2D)。与照射组比较,蔓荆子+照射组小鼠的HPC数量明显升高[(34916.03±697.36)个/只对(26388.04±241.78)个/只],且差异有统计学意义(P<0.01)(图2E)。与对照组比较,照射组小鼠HSC的数量显著降低[(929.40±166.52)个/只对(2 012.00±107.52)个/只];与照射组比较,蔓荆子+照射组小鼠的HSC数量显著升高[(2 074.00±23.12)个/只对(929.40±166.52)个/只],且差异均有统计学意义(均P<0.01)(图2F)。与对照组比较,照射组小鼠的HPC百分比显著降低[ (22.76±2.20)%对(35.85±1.25)%];与照射组比较,蔓荆子+照射组小鼠的HPC百分比明显提高[(29.83±4.32)%对(22.76±2.20)%],且差异均有统计学意义(均P<0.01)(图2G)。与对照组比较,照射组小鼠HSC的百分比显著降低[(8.76±1.09)%对(13.75±1.20)%], 且差异有统计学意义(P<0.01);与照射组比较,蔓荆子+照射组小鼠的HSC百分比升高[(11.83±1.77)%对(8.76±1.09)%],差异无统计学意义(P=0.056)(图2H)。以上结果说明蔓荆子提取物能显著提高受照小鼠造血系统中BMNC的数量,HPC的百分比,HPC、HSC的数量。

      图  2  蔓荆子提取物对2 Gy全身照射小鼠BMNC数量、HSPC数量和HSPC百分比的影响

      Figure 2.  Effects of Vitex trifolia L. extracts on the quantity of bone marrow nucleated cell, quantity and percentage of hematopoietic stem progenitor cells in mice after 2 Gy total body irradiation

    • 图3所示,与对照组比较,照射组小鼠HSC中的ROS水平显著升高(10 291.49±767.57对4 689.00±585.53),且差异有统计学意义(P<0.01)。与对照组比较,照射组小鼠HPC和HSC中的γH2AX(787.40±25.30 对615.80±68.59,751.60±32.72对545.00±94.31)和pp38(1 424.40±80.95对1 123.20±117.54,1 183.60±49.70对929.60±75.42)的表达均明显增加,且差异均有统计学意义(均P<0.01)(图3D~3G)。与照射组比较,蔓荆子+照射组小鼠HPC、HSC中的ROS水平均下降(7 750.20±589.05对8 515.20±1 036.46,9 360.20±831.97对10 291.40±767.57),差异无统计学意义(t=1.435、1.839,P=0.189、0.103);HSC中的γH2AX表达降低(693.20±4.82对751.60±32.72),且差异有统计学意义(P<0.01);HSC、HPC中pp38表达降低(1 181.20±11.28对1 183.60±49.70,1 411.20±50.25对1 424.40±80.95),差异无统计学意义(t=0.105、0.765,P=0.014、0.310)。以上结果表明,照射会引起小鼠造血系统HSC中ROS水平的升高,导致DNA双链发生断裂,蔓荆子提取物可减轻辐射导致的造血细胞的DNA损伤。

      图  3  蔓荆子提取物对2 Gy全身照射小鼠HSPC内活性氧水平、γH2AX和pp38表达的影响

      Figure 3.  Effects of Vitex trifolia L. extracts on reactive oxygen species levels and expression of phosphorylated histone H2A variant and pp38 in mice after 2 Gy total body irradiation

    • 蔓荆子作为一种传统中药,可以治疗眼睛发炎、头痛和普通感冒等疾病[7]。蔓荆子提取物中的酚类和黄酮类化合物可能是抗氧化分子的重要来源[8]。我们在发现蔓荆子提取物有较强的体外抗氧化作用的基础上,开展体内外实验证实蔓荆子提取物能显著抑制辐射导致的ROS水平升高和造血细胞数量的下降,提高白细胞、红细胞、血小板、HSPC数量和血红蛋白的含量。

      辐射产生ROS导致细胞发生损伤是细胞受损的主要原因[9]。电离辐射产生的ROS进入细胞中与脂质、蛋白质、DNA等分子发生反应,破坏细胞结构,最终导致细胞凋亡[10]。本研究结果表明蔓荆子提取物可有效降低受照骨髓细胞中的ROS水平和细胞凋亡水平,与前期的研究结果一致[11]

      本研究结果表明蔓荆子提取物可以有效缓解辐射引起的小鼠外周血计数的下降,表明蔓荆子提取物对造血系统的辐射损伤具有保护作用。外周血中血细胞数量的下降一般通过骨髓中HSPC的增殖分化进行补充[12],本研究结果表明蔓荆子提取物能够提高受照小鼠骨髓细胞和HPC、HSC的数量并提高HPC的比例,进一步提示其对造血系统的辐射损伤具有一定的治疗作用[13]

      造血系统对电离辐射极其敏感,HSC损伤是造血系统发生造血衰竭和功能障碍的主要原因[11],γH2AX是DNA损伤的重要标志[14]。本研究结果表明,蔓荆子提取物能有效抑制受照小鼠HSC中γH2AX表达的升高,提示蔓荆子提取物可通过减轻HSC内的DNA损伤发挥辐射保护作用,与前期的研究结果一致[15]

      综上所述,蔓荆子提取物发挥抗辐射作用的原理可能是,蔓荆子提取物通过抑制辐射导致的造血细胞内ROS水平的升高,减轻HPC、HSC中的DNA损伤,进而恢复HPC、HSC的数量和百分比,提高外周血数量,发挥造血系统的辐射防护作用。本研究为进一步从蔓荆子提取物中筛选有效的辐射损伤防护单体化合物打下了基础。

      利益冲突 所有作者声明无利益冲突

      作者贡献声明 王欣悦负责现场的实验、论文的撰写与修改;王月、董银萍负责实验方法的建立;李文璇、霍启东负责现场的实验、数据的统计与分析;唐生安、李德冠负责实验的设计与实施、论文的审阅

参考文献 (15)

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