左 濤,律迎春,曹 露,唐慶娟,*,王靜鳳,薛長湖,張彩欣
(1.中國海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,山東青島266003;2.青島市市立醫(yī)院病理科,山東青島266003)
冰島參對小鼠腸道粘膜SIgA分泌的影響
左 濤1,律迎春1,曹 露1,唐慶娟1,*,王靜鳳1,薛長湖1,張彩欣2
(1.中國海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,山東青島266003;2.青島市市立醫(yī)院病理科,山東青島266003)
目的:探討冰島參(Cucumaria frondosa)對小鼠腸道粘膜SIgA分泌的影響。方法:將50只Balb/c小鼠隨機(jī)分為5組:正常組、模型組、低劑量組、中劑量組、高劑量組。采用環(huán)磷酰胺誘導(dǎo)免疫低下模型,取小鼠腸道進(jìn)行組織學(xué)觀察、檢測腸粘膜SIgA的含量,觀察冰島參對腸道粘膜免疫的保護(hù)作用。結(jié)果:與模型組相比,低劑量冰島參攝入能促進(jìn)腸粘膜SIgA的分泌,對小腸絨毛有一定的保護(hù)作用。結(jié)論:低劑量冰島參攝入量能夠明顯保護(hù)小鼠腸粘膜,促進(jìn)SIgA的分泌,對腸炎有一定的防治作用。
冰島參,體重,小腸絨毛,SIgA,Balb/c小鼠
海參,屬海參綱(Holothurioidea),具有很高的藥用和營養(yǎng)價值,是重要的海洋食品和藥物資源。明代《食物本草》中指出海參有主補(bǔ)元?dú)?、滋益五臟六腑和祛虛損的養(yǎng)生功能[1]。清代《本草綱目拾遺》作為中藥典籍則將海參列為補(bǔ)益藥物[2],海參還具有增強(qiáng)免疫力、降血壓、抗疲勞、抗腫瘤、降血脂、延緩衰老等活性;海參皂苷還具有抗菌活性等[3]。腸道是常駐微生物的環(huán)境,腸道本身的結(jié)構(gòu)和功能及腸道內(nèi)部的雙歧桿菌等有益菌,可構(gòu)成強(qiáng)大的粘膜免疫及生物學(xué)屏障系統(tǒng),致使有害菌和病毒很難突破防線進(jìn)入機(jī)體內(nèi)部。分泌型IgA(Secretory Immuoglobulin A,SIgA)在腸道粘膜表面形成重要的免疫保護(hù)層,是腸道免疫屏障的主要效應(yīng)因子。當(dāng)腸道的免疫屏障受到外界因素影響而被削弱時,外來微生物如細(xì)菌、病毒、寄生蟲等易于入侵,會發(fā)生腸炎,如果出現(xiàn)嚴(yán)重感染,甚至?xí)<吧黐4]。保護(hù)腸道粘膜免疫屏障的完整性,對于防治腸源性感染、保護(hù)人類健康至關(guān)重要。目前,國內(nèi)外鮮見改善腸道SIgA分泌活性物質(zhì)的相關(guān)報道,更未見海參改善腸道SIgA分泌活性的報道。冰島參為海參中比較廉價的一種,但其具有多方面的活性,是優(yōu)良易得的海參品種。研究冰島參促進(jìn)腸道SIgA分泌的活性,能為腸道SIgA缺乏患者帶來福音,而且為開發(fā)以冰島參為功效因子的保健食品提供依據(jù)。
健康雄性Balb/c小鼠50只(體重20~22g) SPF級,購自北京維通利華實(shí)驗(yàn)動物技術(shù)有限公司,許可證號:SCXK(京)2007-0001;冰島參 購自青島市中國海鮮網(wǎng);氯化鈉、甲醛(10%、40%)、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉 均為國產(chǎn)分析純;環(huán)磷酰胺 江蘇恒瑞醫(yī)藥股份有限公司;Mouse SIgA Elisa KitRamp;D Systems,USA。
TGL-16G高速臺式離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠;Model680酶標(biāo)儀 Bio RAD,USA;HZQ-F全溫振蕩培養(yǎng)箱 哈爾濱市東聯(lián)電子技術(shù)開發(fā)有限公司;HHS-Ni電熱恒溫水浴鍋 北京長安科學(xué)儀器廠。
表1 各組小鼠初、終體重Table 1 The intial and final bodyweight of mice
1.2.1 動物分組及模型制備 將50只Balb/c小鼠,按體重隨機(jī)分成5組:正常對照組、模型組、低劑量組、中劑量組、高劑量組,每組10只(飼養(yǎng)在專門動物飼養(yǎng)籠內(nèi),給予清潔無菌喂養(yǎng))。飼養(yǎng)小鼠26d,期間持續(xù)隔天稱重。每天給低、中、高劑量組小鼠分別灌服冰島參25、50、100mg/(kg·bw),同時給正常組、模型組小鼠灌服等體積生理鹽水;最后6d,每天給模型組和低、中、高劑量組小鼠腹腔注射環(huán)磷酰胺(50mg/ kg·bw),正常組注射等體積滅菌生理鹽水。第26d小鼠禁食不禁水24h,然后摘眼球取血,脫頸椎處死小鼠,沿腹部正中線切開,取出靠近盲腸段的回腸約3cm于中性甲醛固定,再向上取3cm切下刮取腸粘膜,溶于2mL PBS(pH7.4)。
1.2.2 小腸切片組織學(xué)觀察 將用中性甲醛固定的小腸組織于青島市市立醫(yī)院病理科進(jìn)行梯度酒精脫水,二甲苯透明,石蠟包埋,5μm厚度連續(xù)切片,并進(jìn)行HE染色,置于光學(xué)顯微鏡下觀察小腸組織結(jié)構(gòu)。
1.2.3 小腸黏膜SIgA含量測定 剪下的小腸組織稱重,刮取腸粘膜溶于2mL PBS(pH7.4)制成懸液,以mouse SIgA Elisa Kit檢測單位質(zhì)量小腸內(nèi)含有的SIgA質(zhì)量。
圖1 各組小鼠體重變化Fig.1 Changes in body weight of mice
如表1和圖1所示,實(shí)驗(yàn)結(jié)束時,模型組和海參劑量組小鼠終體重與正常組小鼠相比,均呈現(xiàn)顯著性差異,都低于正常組;在未注射環(huán)磷酰胺之前,各組小鼠體重處于逐漸上升趨勢,但從第20d腹腔注射環(huán)磷酰胺起,模型組和海參劑量組小鼠體重逐漸下降。環(huán)磷酰胺是一種化療藥物,可以導(dǎo)致免疫低下,25d后除正常組小鼠體重有所增加,其余各組小鼠體重均未增加,這表明海參劑量組未能改善小鼠體重。
圖2 小腸組織切片HE染色Fig.2 Photographs on small intestine by HE staining
從小腸組織的HE染色切片(圖2)可以看出:正常組小鼠小腸絨毛較粗長,而模型組小鼠小腸絨毛較短且稀疏,固有層內(nèi)的免疫細(xì)胞密度也相應(yīng)減少,海參低劑量組小腸絨毛較長且較密集,說明低劑量海參在腸道粘膜免疫中對免疫低下模型小鼠有較好的機(jī)械屏障作用,海參中劑量組小鼠的小腸絨毛較短且形態(tài)不完整,高劑量組小腸絨毛短且稀疏且明顯可見上皮細(xì)胞外的粘膜不完整。綜上所述,中、高劑量海參對小鼠腸道的機(jī)械屏障作用不明顯。小腸絨毛的完整性與形態(tài)結(jié)構(gòu)會影響腸道SIgA的分泌量。
表2 小腸組織黏膜SIgA含量Table 2 SIgA content in small intestine
通過檢測單位腸道內(nèi)腸粘膜含有的SIgA的含量比較(表2)可以看出,模型組小鼠腸道SIgA的含量顯著低于正常組,說明造模成功,環(huán)磷酰胺(連續(xù)6d按50mg/kg·bw劑量腹腔注射)會導(dǎo)致免疫低下,腸道分泌SIgA會相應(yīng)減少。與模型組相比,只有正常組、海參低劑量組(Plt;0.05)小鼠顯著高于模型組,說明海參低劑量組對免疫低下小鼠腸道SIgA分泌有明顯改善作用,而中、高劑量海參對小鼠腸道的SIgA分泌沒有明顯作用。
SIgA的主要功能是阻抑細(xì)菌、病毒等病原體的粘附,使之不能在粘膜表面定植并繁殖,從而防止感染的發(fā)生[5]。研究表明:化療藥物、糖皮質(zhì)激素等均可以導(dǎo)致腸道SIgA的減少,嚴(yán)重燙傷、吸煙等因素也可引起腸道SIgA的減少[6-8],當(dāng)腸道SIgA水平顯著降低時,將引起腸道菌群失調(diào),發(fā)生消化吸收障礙,甚至引起細(xì)菌的移位而發(fā)生腸源性全身感染。另外,臨床上部分患者血清中出現(xiàn)抗食物蛋白的抗體,超敏反應(yīng)發(fā)生率的增加,這與SIgA缺乏、不能有效地阻止食物性抗原經(jīng)腸粘膜入侵有關(guān)[9]。因此,尋找促進(jìn)腸道SIgA分泌的活性物質(zhì)具有重要意義。環(huán)磷酰胺是一種抗腫瘤的化療藥物,可以導(dǎo)致免疫低下,并且可以損傷腸道上皮細(xì)胞,引起腸道SIgA的減少,適于構(gòu)建SIgA減少的動物模型。
中藥和食物首先接觸的是腸道粘膜免疫,而且?guī)缀鯖]有毒性,因而成為尋找促進(jìn)SIgA活性物質(zhì)的首選。張磊等[10]報道,中藥玉屏風(fēng)散總多糖預(yù)防給藥和治療給藥,均可以對抗環(huán)磷酰胺所致的腸道SIgA分泌減少。劉良等[11]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,中藥四君子湯復(fù)方的多糖能對抗環(huán)磷酰胺的作用,誘導(dǎo)小鼠腸黏膜中IgA+細(xì)胞數(shù)量增加。王庭祥等[12]報道,海帶多糖能夠顯著增強(qiáng)小鼠腸粘膜組織中SIgA的活性,并有隨劑量增加活性增強(qiáng)的趨勢。海參一直被認(rèn)為可以提高免疫力,但是其促進(jìn)SIgA活性的研究尚未見報道。小鼠腸道SIgA是以上皮細(xì)胞的形式分泌到細(xì)胞外液中,主要是通過pIgR穿胞轉(zhuǎn)運(yùn)IgA實(shí)現(xiàn)將SIgA分泌到外分泌液中,從而發(fā)揮粘膜防御功能的[13-15]。本研究中海參低劑量組小鼠小腸絨毛長且緊密,上皮細(xì)胞也較完整,可能與海參低劑量組小鼠SIgA含量較高有關(guān),具體的分子機(jī)制尚需進(jìn)一步研究。海參含有多種營養(yǎng)活性成分,包括多糖、膠原蛋白、活性多肽、磷脂、皂苷等,所以具體是哪種成分或是幾種成分協(xié)同導(dǎo)致其促腸道SIgA分泌尚不清楚,有待深入的研究。
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Promotion effect of Cucumaria frondosa on the secretion of mice intestinal SIgA
ZUO Tao1,LV Ying-chun1,CAO Lu1,TANG Qing-juan1,*,WANG Jing-feng1,XUE Chang-hu1,ZHANG Cai-xin2
(1.College of Food Science and Engineering,Ocean University of China,Qingdao 266003,China;2.Qingdao Municipal Hospital,Department of Pathology,Qingdao 266003,China)
Purpose:Investigate the effect of Cucumaria frondosa on the secretion of mice intestinal SIgA. Methods:Fifty mice were randomly divided into 5 groups:normal group,model group,low dose group,medium dose group,high dose group.Used models of low-immunity mice induced by injected cyclophosphamide,detect SIgA content and histological observation of ileum.Results:Compared with model group,low dose Cucumaria frondosa could have remarkable effect of protecting intestinal villi,and the amount of SIgA secretion. Conclusions:Cucumaria frondosa can enhance the amount of intestinal SIgA,and thus protect intestinal villi from hurting,which makes it a good material to prevent enteritis.
Cucumaria frondosa;bodyweight;intestinal villi;SIgA;Balb/c mouse
TS201.4
A
1002-0306(2012)01-0373-03
2011-02-23 *通訊聯(lián)系人
左濤(1988-),男,碩士研究生,研究方向:食品營養(yǎng)與分子營養(yǎng)。
海洋公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201105029);國家自然科學(xué)基金(31071525)。