劉泳廷,高敏,劉佳,鄭沖,劉玲,葉建方,苑潔
(貴州省疾病預防控制中心,貴州 貴陽 550004)
鐵皮石斛(DendrobiumofficinaleKimura et Migo)為蘭科石斛屬多年生草本植物,別名黑節(jié)草、鐵吊蘭,是石斛屬植物中藥用價值最高的一種石斛。以新鮮或干燥的莖入藥,作為滋陰清熱、益胃生津潤肺的傳統(tǒng)中藥,具有悠久的食用和使用方面的歷史[1-3]。近年來,國內外學者對鐵皮石斛的化學成分、藥理活性和質量控制方法均開展了大量的研究。研究表明,鐵皮石斛的成分主要為多糖和生物堿,含有少量的糖苷、菲類、聯(lián)芐類和氨基酸等[4-5],具有抗衰老、抗腫瘤、降低血糖、提高免疫功能等作用,對惡性腫瘤、胃腸道疾病、糖尿病、白內障、關節(jié)炎、血栓閉塞性脈管炎及慢性咽炎等有很好的療效,治療和保健意義非常重大[6-12]。但目前有關鐵皮石斛及其同類產(chǎn)品毒理學安全性評價研究的資料少見報道,且未見生殖毒性及致畸作用的相關研究報道。貴州由于優(yōu)越的地理位置及良好的生態(tài)環(huán)境,境內曾擁有豐富的野生鐵皮石斛資源,是鐵皮石斛的原產(chǎn)地之一[13-14]。本次研究擬對貴州產(chǎn)鐵皮石斛粉致畸作用進行試驗研究,旨在了解鐵皮石斛粉對SD大鼠是否具有胚胎毒性和致畸毒性。
鐵皮石斛粉為淺黃綠色粉末,由貴州某藥業(yè)公司提供。人體口服推薦量為每日1.5 g。
阿司匹林(規(guī)格:100 mg,批號:160528,上海藍季科技發(fā)展有限公司);陰性對照為蒸餾水。
SPF級健康成年SD大鼠,雌性120只(體質量230~260 g),雄性60只(體質量300~330 g),由貴州醫(yī)科大學實驗動物中心提供:SCXK(黔)2018-0001。動物質量合格證號:1202129。實驗室屏障環(huán)境動物使用許可證:SYXK(黔)2014-001。溫度:20℃~26℃,濕度:40%~70%。SPF級繁殖飼料由四川省醫(yī)學科學院四川省人民醫(yī)院實驗動物研究所提供:SCXK(川)2015-01。
1.4.1 分組與處理
實驗共分5組,陰性對照組、陽性對照組及3個劑量組。按最大灌胃量法給予樣品,劑量設計如下:鐵皮石斛粉0.63 g/kgBW、1.25 g/kgBW和2.50 g/kgBW,相當于人體推薦攝入量的25倍、50倍和100倍,陰性對照組為蒸餾水,陽性對照組為阿司匹林(250 mg/kgBW)。低、中、高劑量組受試物配制為分別稱取樣品6.3 g、12.5 g、25.0 g加蒸餾水定容到150 mL;陽性對照組配制為稱取阿司匹林2.5 g加蒸餾水定容到150 mL。每日即配即用,各組灌胃量均為15 mL/kgBW,每天1次。
1.4.2 方法
SD大鼠雌、雄按1:1合籠過夜后,每日早晨觀察陰栓,查出陰栓認為該鼠已交配,當日作為“受孕”零天。確認的“孕鼠”隨機分到各組,每組20只,并稱重、編號,在受孕的第6~15天,各組每天經(jīng)口給予受試物(灌胃體積15 mL/kgBW)。在0、6、9、12、15和20天分別稱體質量一次,按體質量調整受試物灌胃量,并予記錄,自由進食飼料。第20天頸椎脫臼處死母體,剖腹取出子宮,稱子宮連胎重,記錄黃體數(shù)、著床數(shù)、吸收胎、早死胎、晚死胎及活胎數(shù),逐一記錄胎鼠性別、體重、體長、胎盤重及外觀有無畸形。每窩1/2活胎放入95%的乙醇中固定后放入10 g/L的氫氧化鉀溶液內,透明后放入茜素紅應用液中染色,在體視顯微鏡下檢查有無骨骼畸形。另1/2活胎放入Bouins液固定2周后作內臟檢查。
應用SPSS18 FORWINDOWS統(tǒng)計處理,計量指標的組間差異采用方差分析,計數(shù)指標的組間差異采用卡方檢驗,檢驗水準α=0.05。
在整個試驗期間,各組孕鼠均未見異常癥狀和體征,也無死亡。陰性對照組孕鼠在整個妊娠期體質量增長正常。鐵皮石斛粉低、中、高劑量組各時間點體質量增長正常,與陰性對照組比較無顯著性差異(P>0.05)。陽性對照組孕鼠在妊娠第12天體質量增長減慢,顯著低于陰性對照組(P<0.05),見表1。
表1 鐵皮石斛粉對孕鼠體質量的影響
注:與陰性對照組比較,*P<0.05。
陰性對照組子宮連胎重、黃體數(shù)、著床數(shù)、活胎數(shù)和胎鼠體質量、身長、胎盤重等均正常。鐵皮石斛粉低、中、高劑量組平均活胎體質量、平均活胎體長、平均胎盤重與陰性對照組比較有統(tǒng)計學差異(P<0.05),但無明顯的劑量-反應關系,且均在本實驗室基礎數(shù)據(jù)正常范圍內,其余指標與陰性對照組比較均無顯著性差異(P>0.05)。陽性對照組吸收胎率顯著高于陰性對照組(P<0.01);子宮連胎重、平均活胎體重、平均活胎體長均顯著低于陰性對照組(P<0.01),說明阿司匹林有明顯的胚胎毒性。各劑量組均未出現(xiàn)死胎,外觀檢查僅陽性對照組有3只胎鼠腦膨出合并脊柱裂,外觀畸形率1.50%,見表2和表3。
注:與陰性對照組比較,**P<0.01。
表3 鐵皮石斛粉對活胎鼠生長發(fā)育的影響
注:與陰性對照組比較,*P<0.05,**P<0.01。
鐵皮石斛粉各劑量組胎鼠骨骼改變主要為胸骨缺失、胸骨骨化不全、14對肋和短肋,與陰性對照組比較無顯著性差異(P>0.05),表明鐵皮石斛粉對胎鼠骨骼分化無不良影響。陽性對照組胎鼠骨骼畸形主要為頭骨骨化異常、脊椎椎體分岔、椎體單側骨化、頸椎間隙增寬、15對肋、胸骨缺失,畸形率高達98.95%,顯著高于陰性對照組(P<0.01),見表4、圖1。
表4 鐵皮石斛粉對胎鼠骨骼發(fā)育的影響
注:與陰性對照組比較,**P<0.01。
鐵皮石斛粉低、中、高劑量組和陰性對照組未發(fā)現(xiàn)有內臟畸形;陽性對照組見內臟異常胎鼠數(shù)13只,主要為臟器淤血,并見側腦室擴張2只、腎盂擴張2只、腎偏小1只,內臟畸形率12.38%,顯著高于陰性對照組(P<0.01),見表5。
致畸作用是發(fā)育毒性中最主要的一種表現(xiàn),通過檢測妊娠動物接觸受試物后引起的致畸可能性,可預測其對人體可能的致畸性,是衡量外來化合物發(fā)育毒性的重要指標。母體在孕期受到可通過胎盤屏障的有害物質的作用,會影響胚胎的器官分化與發(fā)育,導致結構異常,出現(xiàn)胎鼠畸形。因此,在受孕動物的胚胎著床后,器官形成期給予受試物,可檢出該物質對胎鼠的致畸作用。本次研究用鐵皮石斛粉在孕鼠的致畸敏感期進行染毒,不但能檢測鐵皮石斛粉的致畸性,還可以觀察其致胚胎、胎鼠死亡和生長遲緩等資料。
注:①⑤陰性對照組;②③④⑦⑧陽性對照組(箭頭所示分別為②囟門偏大,③枕骨Ⅰ級,④囟門偏大、枕骨骨化不全,⑦雙側波形肋,⑧第14胸椎椎體單側骨化,第11、12胸椎椎體分岔);⑥鐵皮石斛高劑量組:雙側短肋。圖1 體視顯微鏡下觀察阿司匹林和鐵皮石斛粉對胎鼠骨骼發(fā)育的影響
組別受檢胎鼠數(shù)頭部胸部腹部內臟畸胎數(shù)內臟畸形率(%)腦/腦室出血圍腦膜下出血側腦室擴張小眼/無眼胸腔淤血肺偏小腹腔淤血肝淤血腎臟偏小腎盂擴張陰性對照組124000000000000.00低劑量組116000000000000.00中劑量組113000000000000.00高劑量組118000000000000.00陽性對照組10521203021121312.38**
注:與陰性對照組比較,**P<0.01。
本次研究中,設定的陽性對照物為阿司匹林,劑量250 mg/kgBW,實驗孕鼠呈現(xiàn)明顯的胚胎毒性和致畸胎作用,其中子宮連胎重、平均活胎體質量、平均活胎體長均顯著低于陰性對照組,外觀檢查有3只胎鼠見腦膨出合并脊柱裂,吸收胎率9.91%,骨骼畸形率98.95%,內臟畸形率12.38%,均顯著高于陰性對照組,這與本實驗室以往設立的陽性對照模型結果相吻合,提示本次研究所選SD大鼠種屬對致畸物反應敏感。
本次研究采用最大灌胃量法設計給予受試物,因鐵皮石斛粉為一種易吸水、黏稠度高的物質,故設計的最高劑量為2.5 g/kgBW,達到每日人體推薦劑量的100倍。實驗期間未見孕鼠進食量減少及其他母體中毒癥狀,鐵皮石斛粉各劑量組孕鼠增重、黃體數(shù)、著床數(shù)、活胎數(shù)、吸收胎數(shù)和死胎數(shù)未見異常,對胎鼠體質量、胎盤重、身長、骨骼和內臟也未見明顯影響。鐵皮石斛粉在達到人體推薦量100倍的劑量對大鼠未顯示明顯的母體毒性、胚胎毒性和致畸性,致畸毒性的無明顯有害作用水平為2.5 g/kgBW,提示鐵皮石斛粉對人體可能無明顯的致畸作用。本次研究為鐵皮石斛作為藥物、保健食品、新食品資源的開發(fā)利用提供了生殖毒理學參考依據(jù)。