陳雪梅 周樹云 范源 瞿博

表沒食子兒茶素沒食子酸酯對131I輻射損傷所致甲減大鼠模型抗氧化體系的保護(hù)作用

陳雪梅 周樹云 范源 瞿博

目的 探討不同劑量表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）對131I輻射損傷所致甲狀腺功能減退癥（甲減）大鼠抗氧化體系的保護(hù)作用。方法 3月齡健康SD大鼠52只，隨機(jī)分成6組，即空白組、模型組、甲狀腺片組、EGCG低劑量組（25mg·kg-1·d-1）、EGCG中劑量組（50mg·kg-1·d-1）、EGCG高劑量組（100 mg·kg-1·d-1）。除空白組外，其余5組給予131I灌胃2周以造甲減大鼠模型，造模成功后，空白組、模型組給予生理鹽水，其他組給予相應(yīng)的藥物。4周后，利用生物化學(xué)方法測定大鼠血清中游離三碘甲狀腺原氨酸（FT3）、游離甲狀腺素（FT4）、TSH水平，同時測定超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）、過氧化氫酶（CAT）的含量。結(jié)果與模型組相比，甲狀腺片組、EGCG組大鼠血清FT3、FT4水平均有升高，甲狀腺片組、EGCG高劑量組TSH水平明顯降低，EGCG低劑量組、EGCG中劑量組差異無統(tǒng)計學(xué)意義；與模型組相比，甲狀腺片組、EGCG組的SOD水平明顯降低，GSH-Px水平明顯升高；EGCG中、高劑量組CAT水平顯著升高。結(jié)論 EGCG能減輕131I輻射對大鼠甲狀腺組織的氧化損傷，可保護(hù)大鼠抗氧化體系。

碘放射性同位素；輻射損傷；甲狀腺功能減退癥；表沒食子兒茶素沒食子酸酯；抗氧化體系

131I是治療甲狀腺功能亢進(jìn)癥（甲亢）的重要方法之一，但131I在治療甲亢的同時也對甲狀腺本身有一定程度的損傷。近年來，臨床上應(yīng)用131I治療甲亢越來越普遍，但甲狀腺功能減退癥（甲減）的發(fā)生率也越來越高。

目前，131I治療甲亢的原理是根據(jù)甲狀腺具有高選擇性攝取131I的能力，利用131I衰變?yōu)?31Xe時放出β射線，使甲狀腺組織產(chǎn)生炎癥、萎縮，直至功能喪失等變化而達(dá)到治療目的。輻射損傷的主要原因為輻射產(chǎn)生自由基的原發(fā)反應(yīng)與繼發(fā)反應(yīng)的綜合結(jié)果，自由基的大量生成可導(dǎo)致機(jī)體的抗氧化體系失去平衡，最終引起細(xì)胞代謝障礙，對機(jī)體造成損傷[1-2]。Boelaert等[3]使用3種不同的固定劑量來治療甲亢，發(fā)現(xiàn)大劑量治療甲亢緩解率高，但一年后甲減的發(fā)生率亦明顯高于小劑量治療。Metso等[4]采用前瞻性隊列研究隨訪觀察2043例患者，結(jié)果發(fā)現(xiàn)131I治療后大多數(shù)Graves病患者最終發(fā)展為甲減，Graves病在131I治療后1、10、25年甲減的累積發(fā)生率分別為24%、59%、82%。

表沒食子兒茶素沒食子酸酯（epigallocatechin gallate，EGCG）是茶多酚中最有效的活性成分，屬于兒茶素類。EGCG具有抗菌、抗病毒、抗氧化、抗動脈硬化、抗血栓形成、抗血管增生、抗炎以及抗腫瘤的作用。EGCG依靠其分子中的多個酚羥基作為供氫體，提供質(zhì)子H與輻射產(chǎn)生的自由基結(jié)合，消除機(jī)體內(nèi)過量的自由基，從而減少氧自由基的產(chǎn)生，并能奪取過氧化過程中產(chǎn)生的脂質(zhì)過氧化自由基，打斷自由基氧化鏈反應(yīng)，有效清除體內(nèi)自由基，避免大分子的損傷而起到輻射防護(hù)的作用[5]。機(jī)體的抗氧化系統(tǒng)由一系列抗氧化酶，如超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）、過氧化氫酶（catalase，CAT）等組成，它們對機(jī)體活性氧類（reactive oxygen species，ROS）的清除發(fā)揮著重要作用[6]。

本研究采用131I輻射造成甲減大鼠的動物模型，應(yīng)用不同濃度的EGCG溶液灌胃并觀察其對甲狀腺功能低下大鼠已損傷的抗氧化體系的影響。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

清潔級雄性SD大鼠（購自四川簡陽達(dá)碩動物科技有限公司）52只，體質(zhì)量（220±20）g，合格證號為0003429，許可證號為scxk（川）2013-24，所有動物購回后適應(yīng)性喂養(yǎng)1周，采用普通飼料、自來水喂養(yǎng)，無不良反應(yīng)。

1.2 藥物和試劑

1.3 實驗儀器

酶標(biāo)儀為芬蘭Labsystems Multiskan MS產(chǎn)品，型號為352型；洗板機(jī)為芬蘭Thermo Labsystems產(chǎn)品，型號為AC8。

1.4 藥物配備

Na131I制備液：將7 ml Na131I溶液加0.9%生理鹽水稀釋至144 ml。

左甲狀腺素鈉制備液：將左甲狀腺素鈉片研碎，按藥物質(zhì)量∶動物體質(zhì)量為18 μg∶1 kg的比例稱取，用生理鹽水配成混懸液。

EGCG溶液制備液：稱取EGCG粉末加入生理鹽水配置成不同濃度溶液，濃度分別為低劑量組（25 mg·kg-1·d-1）、中劑量組（50 mg·kg-1·d-1）、高劑量組（100 mg·kg-1·d-1）。

springer是Springer-Verlag的簡稱，德國Springer-Verlag(斯普林格)出版社是世界上最大的科技出版社之一，它有著170多年發(fā)展歷史，以出版學(xué)術(shù)性出版物而聞名于世，它也是最早將紙本期刊做成電子版發(fā)行的出版商。旗下品牌有Springer、Nature Research、BiomedCentral、Palgrave Macmillan、Scientific American。出版過150多位諾貝爾獎獲得者專著，其nature品牌在科技界擁有極高的聲譽(yù)。

1.5 動物分組與造模

適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后，將52只大鼠隨機(jī)分成6組：空白組（n=7）（本實驗初選空白組9只，實驗開始前2只出現(xiàn)死亡，故移除）、模型組（n=9）、甲狀腺片組（n=9）、EGCG低劑量組（n=9）、EGCG中劑量組（n=9）、EGCG高劑量組（n=9）。造模組[包括模型組、甲狀腺片組、EGCG組（低、中、高劑量）]大鼠均灌胃Na131I溶液1 ml/100 g體質(zhì)量，空白組大鼠給予等體積生理鹽水，每日1次連續(xù)2周后，由大鼠目眥取血1.5ml，離心（離心半徑9cm，6500 r/min，離心5 min）分離血清后檢測FT3、FT4、TSH水平，依據(jù)測定結(jié)果確定造模成功與否，與空白組相比，F(xiàn)T3、FT4水平下降，TSH水平上升則造模成功。

1.6 給藥方法

確定造模成功后立即給藥，連續(xù)給藥4周，每3 d稱重以調(diào)整給藥量，各組給藥量具體如下：空白組、模型組按0.1 ml/kg體質(zhì)量的容積給予生理鹽水；甲狀腺片組給予左甲狀腺素鈉制備液（10 μg/kg體質(zhì)量）；EGCG組（低、中、高劑量）分別給予EGCG制備液（生藥）25、50、100mg·kg-1·d-1，每日灌胃1次。

1.7 生化檢測

給藥治療4周后，將各組大鼠禁食不禁水12 h，由大鼠目眥取血1.5 ml，離心5 min（離心半徑9 cm，6500 r/min），取血清，分別檢測甲狀腺功能，用放射免疫分析法檢測血清FT3、FT4水平，用雙抗夾心法檢測TSH水平。

1.8 抗氧化能力檢測

給藥治療4周后，將各組大鼠禁食不禁水12 h，由大鼠目眥取血1.5 ml，離心5 min（離心半徑9 cm，6500 r/min），取血清，分別用化學(xué)發(fā)光法、比色測定法、鉬酸銨顯色法測定SOD、GSH-Px、CAT的含量。

1.9 統(tǒng)計學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 空白組與造模組大鼠甲狀腺功能指標(biāo)比較

與空白組相比，造模組大鼠飲食及飲水減少，體質(zhì)量減少，隨著病程的進(jìn)展甲減大鼠體質(zhì)量逐漸減少。由表1可見，造模2周后，造模組大鼠血清FT3、FT4水平比空白組顯著降低，TSH水平明顯升高，表明造模組大鼠均已出現(xiàn)131I輻射所致甲狀腺功能低下的狀態(tài)，證明造模成功。

表1 空白組與造模組大鼠甲狀腺功能檢測指標(biāo)比較（±s）Table 1 Comparison of thyroid function indexes between normal and model rats（±s）

表1 空白組與造模組大鼠甲狀腺功能檢測指標(biāo)比較（±s）Table 1 Comparison of thyroid function indexes between normal and model rats（±s）

注：表中，F(xiàn)T3：游離三碘甲狀腺原氨酸；FT4：游離甲狀腺素。

組別 只數(shù) FT3（pmol/L） FT4（pmol/L） TSH（μIU/ml）空白組 7 18.46±1.50 48.52±2.44 13.17±0.76造模組 45 13.13±1.83 34.88±4.91 16.48±4.67 t值 7.326 11.593 -3.275 P值 <0.01 <0.01 <0.01

2.2 給藥治療4周后大鼠甲狀腺功能狀態(tài)

甲狀腺片組大鼠體質(zhì)量較模型組大鼠有所增加，飲食及飲水增加。由表2可見，與模型組相比，甲狀腺片組、EGCG組（低、中、高劑量）大鼠血清FT3、FT4水平均有升高，F(xiàn)T3水平在EGCG低劑量組和高劑量組中隨劑量增加呈上升趨勢，較中劑量組明顯；FT4水平隨EGCG劑量增加呈遞減趨勢，劑量越高，升高的幅度有所下降；甲狀腺片組、EGCG高劑量組TSH水平顯著降低，差異有統(tǒng)計學(xué)意義，而EGCG低劑量組、中劑量組TSH水平無明顯變化。

表2 治療結(jié)束后各組大鼠的甲狀腺功能狀態(tài)（±s）Table 2 The thyroid function of rats in each group after treatment（±s）

表2 治療結(jié)束后各組大鼠的甲狀腺功能狀態(tài)（±s）Table 2 The thyroid function of rats in each group after treatment（±s）

注：表中，EGCG：表沒食子兒茶素沒食子酸酯；FT3：游離三碘甲狀腺原氨酸；FT4：游離甲狀腺素。與空白組比較，ΔΔP＜0.01；與模型組比較，**P＜0.01。

組別 只數(shù) FT3（pmol/L） FT4（pmol/L） TSH（μIU/ml）空白組 7 18.55±1.79 47.72±2.90 13.60±1.10模型組 9 12.06±1.09ΔΔ（t=9.004）17.88±0.76ΔΔ（t=-9.212）甲狀腺片組28.78±4.41ΔΔ（t=9.801）13.05±0.90**（t=12.291）EGCG低劑量組9 14.10±0.52**（t=-5.067）34.63±3.65**（t=-3.064）9 13.09±2.54 41.37±3.48**（t=-6.719）17.82±1.06 EGCG中劑量組9 12.19±2.66 38.72±3.65**（t=-5.211）18.32±1.00 EGCG高劑量組9 14.33±0.52**（t=-5.639）32.43±1.84 16.21±0.49**（t=5.541）

2.3 EGCG對131I輻射損傷的甲狀腺細(xì)胞內(nèi)SOD、GSH-Px、CAT水平的影響

由表3可見，與模型組相比，甲狀腺片組、EGCG組（低、中、高劑量）的SOD水平明顯降低，其中，EGCG高劑量組變化最明顯，低劑量組變化較中劑量組明顯；甲狀腺片組、EGCG組（低、中、高劑量）GSH-Px水平明顯升高，其中，EGCG低劑量組和高劑量組較中劑量組變化明顯；EGCG組（低、中、高劑量）中CAT水平隨劑量升高呈遞增趨勢。

表3 EGCG對131I輻射損傷的甲狀腺細(xì)胞內(nèi)SOD、GSH-Px、CAT水平的影響（±s）Table 3 Effects of EGCG on SOD,GSH-Px and CAT levels in the thyroid cells injuried by131I radiation（±s）

表3 EGCG對131I輻射損傷的甲狀腺細(xì)胞內(nèi)SOD、GSH-Px、CAT水平的影響（±s）Table 3 Effects of EGCG on SOD,GSH-Px and CAT levels in the thyroid cells injuried by131I radiation（±s）

注：表中，EGCG：表沒食子兒茶素沒食子酸酯；SOD：超氧化物岐化酶；GSH-Px：谷胱甘肽過氧化物酶；CAT：過氧化氫酶；與空白組比較，ΔΔP＜0.01；與模型組比較，**P＜0.01，*P<0.05。

組別 只數(shù) SOD（U/ml） GSH-Px（pmol/ml） CAT（U/L）空白組 7 54.83±3.52 40.59±2.19 3.53±0.16模型組 9 74.71±6.12ΔΔ（t=-8.159）2.86±0.24ΔΔ（t=6.275）甲狀腺片組31.80±3.65ΔΔ（t=5.612）9 65.11±4.00**（t=3.939）44.93±2.76**（t=-8.606）2.91±0.21 EGCG低劑量組9 64.88±3.71**（t=4.119）39.84±2.61**（t=-5.375）2.61±0.25 EGCG中劑量組3.44±0.24**（t=-5.181）EGCG高劑量組9 67.07±4.69**（t=2.973）35.45±3.46*（t=-2.179）9 61.80±4.51**（t=5.091）43.42±3.44**（t=-6.945）3.75±0.27**（t=-7.390）

3 討論

131I輻射損傷的主要原因是輻射產(chǎn)生自由基的原發(fā)反應(yīng)與繼發(fā)反應(yīng)的綜合結(jié)果，包括對造血系統(tǒng)的損傷、對DNA的損傷及對免疫系統(tǒng)的損傷等，自由基的大量生成可導(dǎo)致機(jī)體的抗氧化體系失去平衡，自由基可攻擊生物膜磷脂中的多不飽和脂肪酸而引起脂質(zhì)過氧化，最終引起細(xì)胞代謝障礙，對機(jī)體造成損傷[1-2]。由于化學(xué)類輻射防護(hù)劑使用的局限性和不良反應(yīng)等原因，從天然產(chǎn)物中尋找具有輻射防護(hù)作用的成分具有很好的前景，目前已發(fā)現(xiàn)如多糖、生物堿、香豆素、黃酮類、皂苷類等化合物有一定的抗輻射損傷作用[7]。

131I發(fā)射的β射線對甲狀腺組織產(chǎn)生的過多細(xì)胞因子和B淋巴細(xì)胞也會產(chǎn)生一定的抑制或破壞作用。β射線對靶分子的離子化作用導(dǎo)致ROS迅速爆發(fā)性生成并作用于生物大分子，造成多種靶細(xì)胞損傷，激活炎癥細(xì)胞，使炎癥因子表達(dá)增加，引起肺組織炎癥反應(yīng)。研究表明，炎癥細(xì)胞如巨噬細(xì)胞、單核細(xì)胞、嗜中性粒細(xì)胞等激活后，細(xì)胞內(nèi)的各種氧化酶表達(dá)水平升高，合成并釋放大量ROS，以清除壞死的細(xì)胞，這些ROS又可協(xié)同炎癥因子促使血小板衍生生長因子、成纖維細(xì)胞生長因子、轉(zhuǎn)化生長因子等的表達(dá)過度增加，導(dǎo)致組織過度修復(fù)。局部產(chǎn)生的ROS還可在細(xì)胞間發(fā)揮第二信使的作用，通過激發(fā)趨化因子表達(dá)，增加炎癥細(xì)胞黏附，引起炎癥細(xì)胞因子的級聯(lián)增加效應(yīng)，加重組織炎癥反應(yīng)。

Sawant等[8]研究發(fā)現(xiàn)，甲減可引起腎臟組織氧化應(yīng)激反應(yīng)增強(qiáng)，SOD活性顯著降低，GSH-Px活性明顯增強(qiáng)，CAT活性無明顯變化。Moulakakis等[9]研究表明，甲減時血清中CAT水平明顯升高。本研究發(fā)現(xiàn)，甲減大鼠腎組織SOD活性明顯下降，GSH-Px水平明顯升高，與前述研究結(jié)果一致；CAT水平明顯升高，與前述研究結(jié)果不一致。提示GSH-Px的代償性升高不足以抵消SOD活性的下降，以致氧自由基不能被有效地清除，過氧化終產(chǎn)物SOD水平顯著升高，說明甲減大鼠腎臟的氧化應(yīng)激反應(yīng)增強(qiáng)。

血清SOD活性和GSH-Px、CAT水平是反映機(jī)體氧化應(yīng)激能力的重要指標(biāo)。SOD對機(jī)體氧化/抗氧化平衡起著至關(guān)重要的作用，該酶能清除氧自由基，保護(hù)細(xì)胞免受損傷[10]。本研究結(jié)果顯示，EGCG能明顯升高模型大鼠血清GSH-Px水平，顯著降低血清SOD活性，提示其在治療放射性甲狀腺損傷過程中充分發(fā)揮了抗氧化及提高抗氧化酶活性的作用。

8-羥基-2’脫氧鳥嘌呤核苷（8-hydroxy-2’-deoxyguanosine，8-OHdG）是活性氧自由基氧化損傷細(xì)胞核DNA或線粒體DNA后形成的產(chǎn)物，是DNA發(fā)生氧化損傷的生物標(biāo)志物。Xu等[11]利用煙草特有亞硝胺4-（methylnitrosamino）-1-（3-pyridyl）-1-butanone（NNK）對小鼠肺部的致癌作用，通過對照試驗，驗證了EGCG具有抗肺癌的功效，并對實驗組（NNK+EGCG）和對照組（NNK）小鼠肺部8-OHdG的含量進(jìn)行了檢測，發(fā)現(xiàn)實驗組小鼠的8-OHdG含量明顯低于對照組，即EGCG能夠有效地抑制小鼠肺部細(xì)胞DNA中8-OHdG形成，從而得出了EGCG的抗氧化特性在抗腫瘤活性中發(fā)揮了一定作用。核因子相關(guān)因子2是在氧化應(yīng)激應(yīng)答中起核心調(diào)控作用的核轉(zhuǎn)錄因子，血紅素加氧酶1、醌氧化還原酶1是受其調(diào)控的主要抗氧化酶。Sahin等[12]在用EGCG干預(yù)順鉑引起的腎損害的研究中發(fā)現(xiàn)，EGCG能顯著減少機(jī)體過氧化物及脂質(zhì)過氧化物產(chǎn)物，增強(qiáng)抗氧化酶活性，改善機(jī)體的抗氧化狀態(tài)，證實EGCG可通過誘導(dǎo)激活核因子相關(guān)因子2和血紅素加氧酶1，增加其調(diào)控的下游抗氧化酶的表達(dá)而發(fā)揮抗氧化應(yīng)激作用。

本研究觀察了不同劑量EGCG在131I輻射損傷所致甲減大鼠模型中的作用。研究結(jié)果表明，大鼠受輻射后甲狀腺受到損傷，易發(fā)生甲減，EGCG可對抗131I輻射損傷大鼠的氧化應(yīng)激效應(yīng)，提高輻射損傷大鼠血清中的SOD活性，降低GSH-Px的水平，提高CAT的水平，與模型組相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義。針對131I的輻射損傷，EGCG具有消除自由基、抗氧化作用，可通過提高被輻射動物體內(nèi)的抗氧化酶活性、降低脂質(zhì)過氧化反應(yīng)水平，而減輕輻射所致的過氧化損傷。通過體內(nèi)實驗發(fā)現(xiàn)，EGCG可減輕131I輻射對甲狀腺的過度損傷并可對甲減大鼠模型的抗氧化體系產(chǎn)生保護(hù)作用，為以后EGCG的臨床應(yīng)用提供了有力的實驗依據(jù)，也顯示其在臨床核醫(yī)學(xué)的防輻射領(lǐng)域中有較好的應(yīng)用前景。

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Protection of antioxidant system of EGCG on the thyroid in rat model from131I radiation damage

Chen Xuemei*,Zhou Shuyun,Fan Yuan,Qu Bo.*Specialty of Pharmaceutical,Yunnan University of TCM,School of Pharmacy,Kunming 650500,China

Fan Yuan,Email：1647909799@qq.com；Qu Bo,Email：1061508680@qq.com

ObjectiveTo investigate the protection of different doses of epigallocatechin gallate（EGCG）on131I radiation-induced thyroid dysfunction in rat antioxidant system.MethodsA total of 52 3-month-old SD rats were randomly divided into six groups,namely,control,model,Euthyrox,EGCG lowdose（25 mg·kg-1·d-1）,EGCG medium-dose（50 mg·kg-1·d-1）,and EGCG high-dose（100 mg·kg-1·d-1）groups.Except for the control group,131I was intragastrically administered for 2 weeks to the five remaining groups to obtain hypothyroid rats.After the hypothyroid rat model was successfully established,the control and model groups received normal saline,whereas the other groups were treated with appropriate medication.After 4 weeks,the levels of serum-free triiodothyronine three（FT3）,free thyroxine（FT4）,and TSH were detected using a biochemical method.The levels of superoxide dismutase,glutathione peroxidase,and peroxidase were also determined.ResultsThe Euthyrox and EGCG groups exhibited significantly elevated serum FT3and FT4levels compared with the model group.The TSH levels of the Euthyrox and EGCG high-dose groups were significantly reduced.No statistical significance was found in the EGCG low-and middle-dose groups.The superoxide dismutase activity of the Euthyrox and EGCG groups were significantly lower compared with that of the model group,whereas the glutathione peroxidase activity was significantly higher.The catalase levels were also significantly elevated in EGCG medium-andhigh-dose groups.ConclusionEGCG reduced the effect of radiation on the131I oxidative thyroid tissue damage and protected the rat antioxidant system.

Iodine radioisotopes;Radiation injuries;Hypothyroidism;Epigallocatechin gallate; Antioxidant system

2015－01－15）

10.3760/cma.j.issn.1673-4114.2015.04.009

650500昆明，云南中醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院藥學(xué)專業(yè)（陳雪梅）；650500昆明，云南省中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院內(nèi)科（周樹云，瞿博）；650500昆明，云南中醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院內(nèi)分泌科（范源）

范源（Email：1647909799@qq.com）；瞿博（Email：1061508680@qq.com）