張韶輝(武漢市第一醫(yī)院,武漢 430032)
多柔比星(Doxrubicin,DOX),又名阿霉素(Adriamycin,ADR),是一種高效廣譜的蒽環(huán)類抗腫瘤抗生素,臨床上常用于治療多種惡性腫瘤。心臟損傷是DOX臨床應用的主要不良反應之一,因出現劑量依賴性的嚴重心力衰竭而使其應用受到限制。DOX所致心臟損傷的機制至今仍未完全闡明,但有證據[1]表明其與產生的大量自由基密切相關。由于DOX在臨床腫瘤治療中的重要作用,研究和尋找既能減輕其心臟損傷,又能保持其抗腫瘤活性的藥物具有重要意義。何首烏系蓼科植物,何首烏的根與根莖具有烏須發(fā)、悅顏色、補肝腎、抗衰老之良效。二苯乙烯苷(THSG)是何首烏的活性單體,體外試驗研究表明THSG具有較強的抗氧化活性[2]。有前期研究也證實THSG能夠降低阿爾茨海默病模型小鼠[3]和缺血再灌注損傷模型小鼠[4]組織中的過氧化物水平。THSG的化學結構與白藜蘆醇相似,后者具有顯著的保護受損心肌的作用。因此,筆者研究了THSG對DOX致小鼠心臟損傷的保護作用及其機制,以期尋找價廉、低毒、有效的DOX心臟損傷保護劑。
酶標儀(廣州市東南科創(chuàng)科技有限公司);低溫離心機(上??茖W儀器廠);倒置生物顯微鏡(重慶光學儀器廠)。
THSG原料藥(同濟醫(yī)學院藥理系提供,含量:>98%,符合中國食品藥品檢定研究院制定的標準);DOX注射用凍干粉末(意大利法瑪西亞公司,批號:H20030674,規(guī)格:每支10 mg);乳酸脫氫酶(LDH)、肌酸激酶(CK)、丙二醛(MDA)、還原型谷胱甘肽(GSH)檢測試劑盒均購自南京建成生物工程研究所。
昆明種小鼠,♂,體重20~25 g,由華中科技大學同濟醫(yī)學院實驗動物中心提供,合格證號為SCXK(鄂)2004-0007。實驗前,小鼠適應性喂養(yǎng)1周。
取小鼠隨機分為正常對照組、模型組和THSG高、中、低劑量組(150、100、50 mg·kg-1·d-1)[5],每組20只,THSG各劑量組灌胃給予相應藥物2 d,第3天除正常對照組外其余各組單劑量腹腔注射DOX 15 mg·kg-1[6]建立心臟損傷模型,建模同時THSG各劑量組繼續(xù)灌胃給藥5 d,整個給藥過程歷時7 d。
各組小鼠末次給藥后觀察,正常對照組小鼠全部存活,模型組和THSG高、中、低劑量組小鼠分別存活14、15、17、17只。計算各組小鼠存活率(存活數/總數×100%)并稱重存活小鼠,取均值。隨機選取各組存活小鼠12只,摘除眼球取血,將血液收集在肝素處理過的試管中,1 000 r·min-1離心5 min,取上清,按照檢測試劑盒說明書進行操作,測定其中LDH、CK水平。各組小鼠取血后,脫頸處死,打開胸腔,取出心臟在濾紙上吸干水分后稱重,將部分心肌組織用冰生理鹽水制備成10%組織勻漿,組織充分裂解后,5 000 r·min-1離心5 min,取上清,按照檢測試劑盒說明書進行操作,測定其中MDA、GSH含量。根據稱重結果計算各組小鼠心臟指數(心臟重量/體重)。
取各組小鼠心肌組織用4%多聚甲醛溶液固定24 h,然后常規(guī)脫水,石蠟包埋,切片,切片厚4 μm,常規(guī)蘇木精-伊紅(HE)染色,于顯微鏡下觀察各組小鼠心肌組織病理學變化。
數據資料以(±s)表示,用SPSS 11.5統計軟件分析數據。各組間差異用單因素方差分析進行檢驗。P<0.05表示差異具有統計學意義。
各組小鼠實驗前體重均無明顯差異。實驗第7天,與正常對照組比較,模型組小鼠體重明顯減輕(P<0.01),心臟指數和存活率均略減小。與模型組比較,THSG各劑量組小鼠體重、心臟指數和存活率均無明顯差異(P>0.05)。各組小鼠的體重、心臟指數和生存率的比較結果見表1。
表1 各組小鼠的體重、心臟指數和生存率的比較(±s,n=20)Tab 1 Effects of body weight,heart index and survival rate of mice in each group(±s,n=20)
表1 各組小鼠的體重、心臟指數和生存率的比較(±s,n=20)Tab 1 Effects of body weight,heart index and survival rate of mice in each group(±s,n=20)
與正常對照組比較:*P<0.01vs.normal control group:*P<0.01
組別正常對照組模型組THSG低劑量組THSG中劑量組THSG高劑量組生存率/%100 70 75 85 85體重/g 25.6±2.6 21.8±3.6*22.3±2.6 22.5±2.8 22.6±3.1心臟指數/mg·g-1 4.5±0.6 4.3±0.7 4.3±0.5 4.3±0.4 4.4±0.5
正常對照組小鼠心肌纖維完整,排列整齊,無出血和水腫。模型組可見明顯的心肌纖維斷裂甚至消失,心肌間質水腫并伴有局灶性心內膜下出血。THSG各劑量組心肌纖維受損程度較模型組均有明顯好轉,其中高、中劑量組心肌組織病理形態(tài)學觀察結果與正常對照組相似。各組小鼠心肌組織病理形態(tài)學變化見圖1。
圖1 各組小鼠心肌組織形態(tài)學變化(HE,×10)A.正常對照組;B.模型組;C.THSG低劑量組;D.THSG中劑量組;E.THSG高劑量組Fig 1 Histomorphologic changes of the cardiac tissue of mice in each group(HE,×10)A.normal control group;B.model group;C.THSG low-dose group;D.THSG medium-dose group;E.THSG high-dose group
與正常對照組比較,模型組小鼠血清中LDH、CK水平均明顯升高(P<0.01)。與模型組比較,THSG各劑量組小鼠血清中LDH、CK水平均明顯降低(P<0.05或P<0.01)。各組小鼠LDH、CK水平的比較結果見表2。
表2 各組小鼠LDH、CK、MDA和GSH水平的比較(±s,n=12)Tab 2 Comparison of LDH,CK,MDA and GSH levels of mice in each group(±s,n=12)
表2 各組小鼠LDH、CK、MDA和GSH水平的比較(±s,n=12)Tab 2 Comparison of LDH,CK,MDA and GSH levels of mice in each group(±s,n=12)
與正常對照組比較:*P<0.01;與模型組比較:#P<0.05,##P<0.01vs.normal control group:*P<0.01;vs.model group:#P<0.05,##P<0.01
GSH/mg·g-1 24.43±6.57 13.65±3.46*16.72±4.06#18.31±3.27##21.82±4.24##組別正常對照組模型組THSG低劑量組THSG中劑量組THSG高劑量組LDH/U·mL-1 3.87±0.40 6.00±0.27*5.23±0.31#4.86±0.20#4.06±0.18##CK/U·mL-1 1.55±0.49 3.02±0.28*2.33±0.21#1.94±0.40#1.67±0.31##MDA/nmol·mg-1 1.15±0.30 4.17±0.91*3.31±0.56#2.32±0.76##1.62±0.36##
與正常對照組比較,模型組小鼠心肌組織中MDA含量明顯升高,GSH含量明顯降低(P<0.01)。與模型組比較,THSG各劑量組小鼠心肌組織中MDA含量明顯降低,GSH含量明顯升高(P<0.05或P<0.01)。各組小鼠MDA、GSH含量的比較結果見表2。
有研究[7]表明,DOX心臟損傷中氧化應激的增加和機體抗氧化水平的降低具有重要作用。DOX可降低體內各種抗氧化物水平。非蛋白巰基NPSH是心臟組織中的重要抗氧化物,其中95%的成分為GSH。GSH可清除O2-、H2O2等氧自由基,以保護含巰基的酶和蛋白質使其免受氧化損傷,同時GSH又是谷胱甘肽過氧化物酶和谷胱甘肽-S轉移酶的底物,因而其含量的高低可作為衡量機體抗氧化能力的一個重要指標。MDA是脂質過氧化反應終產物,可反映體內氧化應激水平的高低。本實驗證實,DOX處理可導致小鼠心肌組織中GSH含量降低和MDA含量升高,提示小鼠的心肌脂質過氧化加重并伴隨抗氧化能力的降低。THSG處理能夠減輕DOX引起的心肌組織病理形態(tài)學變化,降低DOX引起的血清LDH和CK(2個非特異性但廣泛用于測定心臟受損程度的指標)水平的升高,并且能夠減少小鼠的死亡率,提示THSG對DOX導致的小鼠心臟損傷具有顯著的保護作用。同時,THSG可以降低模型組小鼠心肌組織中MDA含量,提示THSG能通過抗脂質過氧化作用來減輕DOX的心臟損傷,推測THSG可以清除DOX產生的過量自由基,調控機體自由基的平衡。THSG還能夠提高模型組小鼠心肌組織中GSH含量,增強機體清除自由基的能力。
綜上所述,THSG對DOX致小鼠心臟損傷具有保護作用,其機制可能與抗氧化損傷有關。
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