野蔷薇苷对小鼠辐射损伤的防护作用及机制研究

来源 :苏州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:godchrist
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目的:几十年来,虽然肿瘤的治疗手段和药物已越来越多,但放疗凭借其适应症广、疗效显著的优点,依旧是肿瘤患者优先选择的治疗方案。电离辐射在破坏肿瘤细胞和缩小肿瘤体积的同时,也会对正常组织造成损伤。目前市场上针对放疗病人的抗辐射损伤药物较少,缺乏有效的治疗手段。因此研究开发安全有效的药物,用于治疗临床放射性机体损伤具有重要的现实意义。野蔷薇苷是从蔷薇科植物鹅绒委陵菜的膨大块根中提取出的三萜皂苷类化合物,具有抗氧化、抗凋亡、抗病毒、抗炎等多种药理活性,但是其对辐射造成的损伤是否有保护作用还不清楚。本课题拟从体内、外研究野蔷薇苷是否具有辐射防护作用,并进一步探究其可能的作用机制。方法:建立X射线诱导人正常肠上皮HIEC细胞辐射损伤模型,采用MTT和EdU荧光染色的方法探究野蔷薇苷对细胞活力的影响;通过流式细胞仪检测野蔷薇苷对细胞内ROS和凋亡的影响;采用化学试剂盒检测HIEC细胞内超氧化物歧化酶、过氧化氢酶的活性以及还原型谷胱甘肽的含量;通过彗星实验观察野蔷薇苷对细胞DNA的保护作用。通过Western Blotting方法考察肠组织及细胞内蛋白水平的变化,包括凋亡相关蛋白Bcl-2、Bax、Cleaved-caspase 3;DNA损伤修复蛋白TRAX、DNA-PKcs(Ser2056);Nrf2通路相关蛋白。建立X射线诱导Balb/c小鼠致死性辐射损伤模型,记录30天内小鼠的存活数量与体重变化;建立亚致死剂量X射线诱导Balb/c小鼠辐射损伤模型,通过观察小鼠生存状态、血常规检测以及病理切片染色考察野蔷薇苷对小鼠免疫系统、造血系统以及肠道系统的防护作用。结果:MTT实验表明100 μM浓度以下的野蔷薇苷对HIEC细胞的存活率没有影响,同时辐射前1 h给予50μM野蔷薇苷能显著提高HIEC细胞的存活率,EdU荧光染色也显示给予野蔷薇苷后,处于增殖期的阳性细胞数目对比模型组有显著性增多。凋亡实验结果表明辐射前1h给予野蔷薇苷(50 μM)能够明显减少辐射诱导的细胞凋亡。彗星实验中,野蔷薇苷+辐射组与模型组相比,细胞的尾部DNA百分比下降、细胞尾长缩短,表明野蔷薇苷对辐射诱导的DNA损伤有保护作用。上述实验提示我们野蔷薇苷对细胞辐射损伤具有一定的保护作用,那么在体内,野蔷薇苷是否也具有相似的作用?在致死性实验中我们发现30天内野蔷薇苷(12 mg/kg)可以提高小鼠的存活率,延长小鼠的生存时间;体重方面,野蔷薇苷(12 mg/kg)可以明显缓解辐射小鼠体重的降低。采用亚致死剂量辐射建立小鼠全身辐射损伤模型,发现辐射后第14天和21天小鼠外周血中白细胞和血小板数量均明显减少,而给予野蔷薇苷能够明显恢复小鼠外周血中白细胞和血小板的数量。与正常对照组相比,模型组小鼠的脾脏辐射后体积明显缩小,脾脏指数降低。脾组织HE染色显示小鼠脾中主要由淋巴细胞构成的白髓面积辐射后明显减少,而给予野蔷薇苷(12 mg/kg)后白髓面积恢复明显。对小鼠肠道组织进行病理分析,发现与正常对照组相比,模型组小鼠肠道内绒毛高度和隐窝数量明显降低,野蔷薇苷给药组小鼠肠道绒毛长度和隐窝数量均显著增加。单细胞凝胶电泳实验中,野蔷薇苷+辐射组与模型组相比,细胞的尾部DNA减少、细胞彗星尾长缩短。通过Western Blotting法发现TRAX蛋白在给予野蔷薇苷后从细胞质向细胞核转移增多,参与DNA损伤修复。采用siRNA沉默技术对DNA损伤修复蛋白TRAX进行沉默,发现野蔷薇苷对DNA保护的作用降低,细胞凋亡增多。对细胞内ROS测定结果表明细胞在受到X射线照射后,细胞内ROS水平明显增加,野蔷薇苷预处理能明显减少细胞内ROS,同时提高细胞内SOD、CAT酶的活性,增加抗氧化物GSH的含量,减轻了细胞内氧化应激水平。进一步我们发现野蔷薇苷能促进Nrf2进入细胞核,激活其下游抗氧化因子HO-1的表达。结论:本研究通过体内、外实验证明了野蔷薇苷具有辐射防护作用。野蔷薇苷辐射防护机制可能有两个方面:一是诱导TRAX蛋白入核,激活下游DNA-PKcs 磷酸化,促进非同源性末端接合(Non-homologous end joining,NHEJ)途径。二是激活Nrf2/HO-1通路,提高抗氧化酶活性,降低辐射引起的氧化应激。
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