李昌哲,洪秋月,李軍,楊光紅,趙華,胡婷**
(1.貴州醫(yī)科大學(xué) 環(huán)境污染與疾病監(jiān)控教育部重點實驗室 毒性檢測中心,貴州 貴陽 550025;2.貴州醫(yī)科大學(xué) 公共衛(wèi)生學(xué)院,貴州 貴陽 550025;3.貴州醫(yī)科大學(xué) 公共衛(wèi)生學(xué)院 環(huán)境衛(wèi)生與職業(yè)衛(wèi)生教研室,貴州 貴陽 550025)
瑞香狼毒俗稱狼毒、斷腸草等,是瑞香科狼毒屬植物,其成分主要包含香豆素、黃酮、二萜原酸酯以及木脂素類等化合物[1]?!渡褶r(nóng)本草經(jīng)》記載,瑞香狼毒有“主咳逆上氣,破積聚,惡瘡,鼠瘺疽蝕”等功效[2];現(xiàn)代藥理研究發(fā)現(xiàn),瑞香狼毒素在抗腫瘤、抗HIV以及抗菌等方面有生理活性[3-5]。近年來,瑞香狼毒素被廣泛用于農(nóng)業(yè)害蟲防治、抗真菌抗螨蟲的藥劑開發(fā)中[6-7],與人的接觸機會增加,雖然瑞香狼毒素的藥用價值明顯,但其潛在風(fēng)險也不應(yīng)被忽視。有報道提出瑞香狼毒素屬低毒物質(zhì),具有一定胃毒毒性[8-9],可引發(fā)腹瀉、皮疹等不良反應(yīng)[10]。瑞香狼毒素引起的胃腸道毒性作用究竟有多嚴重,轉(zhuǎn)歸如何鮮見報道,本研究針對這一問題展開研究,以期為瑞香狼毒素制劑的合理使用提供科學(xué)依據(jù)。
1.1.1實驗動物 健康斷乳的SPF級SD大鼠,體質(zhì)量100~120 g,共50只,雌雄各半,購于貴州醫(yī)科大學(xué)實驗動物中心,動物合格證號SCXK(黔)2017-0027。
1.1.2實驗試劑和儀器 瑞香狼毒素(有效成分含量為20%),由貴州醫(yī)科大學(xué)毒性檢測中心提供;胃蛋白酶原(pepsinogen,PG)Ⅰ(PGⅠ)和Ⅱ(PGⅡ)生化套裝,購自浙江寧波瑞源生物科技有限公司;一抗縫隙連接蛋白43(connexin43,CX43),購自abcam(批號GR3271571-13);內(nèi)參β-actin,購自bioss(批號AH01032107);BCA蛋白濃度測定試劑盒(增強型),購自碧云天生物技術(shù)研究所;其余試劑均為國產(chǎn)分析純。組織脫水機、包埋機、切片機、全自動染色機、光學(xué)顯微鏡均為德國徠卡;全自動生化分析儀(AU400,日本奧林巴斯)、超級酶標(biāo)儀(MQX200,美國Bio-Tek公司)、高速冷凍離心機(5417R,德國Eppendorf公司)、凝膠成像儀(Chemi DocTMXRS+,美國Bio-Rad公司)、基礎(chǔ)電泳儀(PowerPacTM,美國Bio-Rad公司)。
1.2.1動物分組和處理 50只SD大鼠經(jīng)檢疫和適應(yīng)性喂養(yǎng)后,采用隨機數(shù)字表法將其分為5組,每組10只,雌雄各半。對照組給予去離子水灌胃90 d。低、中、高劑量組:瑞香狼毒素溶于去離子水,染毒劑量分別為31.25、125.00、500.00 mg/kg,灌胃90 d?;謴?fù)組:瑞香狼毒素按500 mg/kg染毒劑量灌胃90 d后,不做任何處理再飼養(yǎng)7 d;以上各組每周灌胃6 d(每日1次)休息1 d,灌胃劑量為10 mL/kg。
1.2.2標(biāo)本采集及保存 實驗終期,采用7%水合氯醛麻醉大鼠,心臟采集非抗凝血2 mL,分離血清用于生化指標(biāo)測定;將動物解剖后取胃,沿胃大彎剪開,生理鹽水清洗干凈,觀察胃黏膜的大體損傷情況,取損傷最嚴重的部位進行固定,用于之后的組織病理學(xué)檢察,同時在此部位取胃壁組織0.02 g加預(yù)冷裂解液200 μL勻漿,12 000 r/min低溫離心5 min,取上清液用于蛋白表達量測定。
1.2.3指標(biāo)測定 (1)大鼠一般情況觀察及體質(zhì)量測量:實驗期間,每天觀察并記錄動物的一般表現(xiàn)、行為和死亡情況,每周稱重兩次,計算各時間段的體質(zhì)量增長率,體質(zhì)量增長率(%)=[(后一時間點的體質(zhì)量-前一時間點的體質(zhì)量)/前一時間點的體質(zhì)量]×100%;(2)血清指標(biāo)檢測:采用膠乳增強免疫比濁法檢測血清PGⅠ和PGⅡ含量;(3)胃組織病理學(xué)檢察:胃組織固定 48 h后,按常規(guī)方法制片,蘇木素-伊紅(hematoxylin-eosin staining,HE)染色、光鏡下檢查組織形態(tài)結(jié)構(gòu);(4)胃組織勻漿CX43的測定:使用BCA 蛋白濃度測定試劑盒(增強型)測定胃組織勻漿蛋白濃度,根據(jù)蛋白濃度決定上樣量;依次進行電泳、轉(zhuǎn)膜、封閉,兔抗大鼠單克隆抗體(1/2 000)4 ℃孵育過夜后,辣根酶標(biāo)記的山羊抗兔二抗(1/3 000)室溫下孵育2 h,充分洗滌后ECL化學(xué)發(fā)光顯影,使用凝膠成像儀拍攝圖像并分析各條帶的灰度值。
實驗期間高劑量組大鼠的活動程度明顯減弱、精神狀態(tài)呈低度萎靡,皮膚毛發(fā)較光澤、順整,飲食減少、飲水量增多,大便基本成型,尿量增多、色黃,其余各組一般情況表現(xiàn)與對照組比較,無明顯差異。
與對照組相比,5~8周低、中、高劑量組大鼠的體質(zhì)量增長率下降,9~13周高劑量組大鼠體質(zhì)量增長率降低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見圖1和表1。
圖1 瑞香狼毒素連續(xù)給藥90 d各組大鼠的體質(zhì)量變化Fig.1 Weight changes of rats treated with S. chamaejasme for 90 days
表1 各組大鼠體質(zhì)量增長率比較Tab.1 Comparison of weight growth rate
與對照組相比,中、高劑量組大鼠血清PGI降低,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);與低劑量組相比,高劑量組PGI分泌量降低(P<0.05);與對照組相比,高劑量組血清PGII含量降低(P<0.05),低、中、高劑量組大鼠PGI /PGII比值降低,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);與高劑量組相比,恢復(fù)組血清PGI、PGII含量和PGI /PGII比值變化不明顯(P>0.05)。見表2。
表2 各組大鼠血清中PGI、PGII和PGI/PGII比值Tab.2 The serum PGI,PGII,and PGI /PGII proportion of rats in each
對照組大鼠皮胃黏膜覆蓋復(fù)層鱗狀上皮,黏膜下富含血管;腺胃為單層柱狀上皮,固有層含大量腺體,腺體間為少量結(jié)締組織。高劑量組大鼠的胃黏膜上皮缺損,上皮反應(yīng)性不典型增生與上皮細胞黏蛋白和纖維蛋白的滲出混合,胃腺萎縮和纖維化,基底部炎細胞浸潤,部分被纖維包裹?;謴?fù)組的病變情況和高劑量組基本一致。見圖2。
圖2 各組大鼠胃組織學(xué)觀察(HE,×100)Fig.2 Histology observation of gastric tissue of each group (HE,×100)
與對照組相比,低、中、高劑量組胃組織勻漿CX43蛋白表達量下降(P<0.05);與低劑量組相比,中、高劑量組胃組織勻漿CX43蛋白表達量下降(P<0.05);與中劑量組相比,高劑量組胃組織勻漿CX43蛋白表達量明顯下降(P<0.05);與高劑量組相比,恢復(fù)組胃組織勻漿CX43蛋白表達量變化并不明顯(P>0.05)。見圖3。
注:(1)與對照組相比,P<0.05;(2)與低劑量組相比,P<0.05;(3)與中劑量組相比,P<0.05。圖3 各組大鼠胃組織胃組織勻漿CX43蛋白表達Fig.3 CX43 protein expression on the stomach of rats in each group
隨著醫(yī)藥事業(yè)快速發(fā)展,對瑞香狼毒素的研究和利用越來越廣泛,成績顯著。瑞香狼毒素除了在癌癥治療方面的積極貢獻外[11-12],近年來發(fā)現(xiàn)瑞香狼毒素可用于治療高脂血癥[13-14]。Jo等[15]采用狼毒治療特異性皮炎,可有效改善特應(yīng)性皮膚癥狀。市售多種抗真菌的中藥搽劑,都含有瑞香狼毒素[16]。瑞香狼毒素還被廣泛應(yīng)用于多種有害生物的防治,比如蚜蟲、菜青蟲、飛蝗、線蟲、斑潛蠅以及螨蟲[17-19]。
人們在對瑞香狼毒素的藥理藥性研究中較多關(guān)注它積極的一方面,缺乏對其危害性的研究。本實驗研究顯示,較長時間經(jīng)口接觸低濃度的瑞香狼毒素雖不會引起動物死亡,但會給動物的臟器及其功能帶來不利影響,本研究中主要觀察了其對胃的影響。
動物實驗研究中,體質(zhì)量作為非特異性的常規(guī)觀測指標(biāo),能大體反映外源性物質(zhì)對動物機體的毒性效應(yīng)。本實驗研究發(fā)現(xiàn),從染毒第5周開始,中、高劑量組動物體重明顯低于正常組。隨著染毒時間的延長和劑量的增加,中、高劑量組體重增長率明顯下降,尤以高劑量組為甚。結(jié)合染毒期間中、高劑量組大鼠出現(xiàn)不同程度被毛光澤暗淡、精神萎靡、活動減少、反應(yīng)遲鈍等癥狀,表明染毒大鼠出現(xiàn)不同程度的中毒效應(yīng)。
病理學(xué)檢查對于組織器質(zhì)性病變的判斷是其它任何方法無法替代的[20]。本研究發(fā)現(xiàn),高劑量組大鼠的胃發(fā)生了不同程度的病理組織學(xué)改變:胃黏膜上皮缺損,上皮反應(yīng)性不典型增生,上皮細胞黏蛋白和纖維蛋白的滲出混合,胃腺萎縮,基底部炎細胞浸潤,部分被纖維包裹。這說明較長期高濃度瑞香狼毒素染毒的大鼠胃組織結(jié)構(gòu)會遭到破壞,存在反復(fù)發(fā)作的潰瘍,胃腺萎縮。
在反映胃黏膜功能和狀態(tài)方面,PG水平是一個很重要的參考指標(biāo)[21]。其中PGI能檢測胃泌酸腺細胞功能,胃酸分泌增多時PGI升高,分泌減少或腺體萎縮時PGI則降低;PGII則與胃底粘膜的病變相關(guān)性較大,胃底腺管萎縮、胃上皮化生或假幽門腺化生、異型增殖都會使其升高;PGI/PGII比值進行性降低,代表胃粘膜發(fā)生了萎縮,當(dāng)降低到一定低值,并且PGI也降低到某個值時,提示有罹患癌癥的風(fēng)險[9]。本研究發(fā)現(xiàn),隨著瑞香狼毒素染毒劑量的增加,與對照組相比,PGI的含量逐漸降低,PGⅡ也在降低,在高劑量組降低最明顯,同時PGI/PGII比值也在進行性降低,高劑量組最明顯,提示胃腺萎縮在進行性加劇,這與病理學(xué)檢查結(jié)果基本一致。
CX43在胃粘膜遭受破壞的早期,作為應(yīng)激狀態(tài)下胃粘膜細胞間的快速反應(yīng)因子,對應(yīng)激狀態(tài)下胃粘膜細胞凋亡和增殖產(chǎn)生影響,在維持胃粘膜細胞正常的生理生化功能方面起著重要作用[22]。本研究發(fā)現(xiàn),低劑量組的CX43蛋白含量已經(jīng)較正常組發(fā)生了明顯下降,隨染毒時間和劑量增加,CX43還在持續(xù)下降。說明CX43的反應(yīng)很靈敏,在蛋白層面是最先被破壞的一類物質(zhì),并且隨染毒劑量的增加,這種破壞還在加劇。
CX43作為細胞間隙連接的結(jié)構(gòu)蛋白,可以偶聯(lián)其它細胞,及時將化學(xué)信號、電信號、能量物質(zhì)通過間隙連接迅速流向其它細胞[23]。本實驗中,CX43含量的變化,并沒有立即引發(fā)PGI和PGII的變化,直到高劑量組,PGI、PGII含量和PGI/PGII比值全部發(fā)生明顯的變化,相關(guān)性分析也提示了這一點。說明胃腺體發(fā)揮了部分代償能力。
本實驗中設(shè)置了恢復(fù)組,安排了7 d的恢復(fù)期,雖然時間不長,不足以使病理改變發(fā)生明顯變化,但其PGI、PGII分泌量和CX43蛋白表達量這些隨情況的變化能在早期發(fā)生改變的指標(biāo),與高劑量組比較,也沒有發(fā)生變化,說明暴露因素雖消除,但之前的暴露在體內(nèi)發(fā)生了蓄積,并且該物質(zhì)的半衰期較長,這與何華紅等[24]研究結(jié)果類似。
綜上所述,瑞香狼毒素較長期染毒會對大鼠胃組織造成損害,引起廣泛性的胃慢性萎縮,這種損害可能與CX43表達被抑制有關(guān),并且瑞香狼毒素可以在機體發(fā)生蓄積,對于機體的損害會持續(xù)較長一段時間。由此可見,瑞香狼毒這把雙刃劍,在使用時一定要注意量和時間的問題,在日常生活中,也要盡量少接觸。