南天竹种子提取物对三氧化二砷肾毒性保护作用研究*
2014-08-29彭财英刘建群舒积成张锐
★ 彭财英 刘建群 舒积成 张锐
(江西中医药大学 江西 南昌 330004)
三氧化二砷(As2O3)是传统中药(毒药)砒霜中的主要成分。现代药理学和分子生物学证明了As2O3治疗肿瘤的有效性并具有广谱抗癌作用,尤其治疗急性早幼粒细胞性白血病更是取得满意的疗效[1-4]。目前临床上用于治疗复发性和顽固性急性早幼粒细胞白血病(APL)的制剂已有亚砷酸氯化钠注射液(伊泰达)及三氧化砷片(Trisenox)。三氧化二砷注射液为FDA第一个批准上市的中药抗白血病药物,也被血液肿瘤学界公认为20世纪最重要的里程碑式的药物之一。然而As2O3属剧毒药,在临床上治疗安全窗口较小,在应用中会产生较多不良反应,主要有心功能紊乱,血糖血钾过低,呼吸衰竭,脑梗塞,脑出血;此外还有白细胞增多,皮肤干痒着色,咽干,恶心,呕吐,腹泻,末梢神经反应,骨关节疼痛,颜面水肿,肝功能损害,心、肾毒性等[5]毒副作用,大大限制了其临床应用。据以上现状,我们研究组通过查阅大量文献,发现在清代赵学敏《本草纲目拾遗》中有记载:“解吡毒刘霞裳云:凡人食吡垂死者,用南天竹子四两,擂水服之立活。此方刘在松江府署亲试验者。无鲜者,即用干子一二两煎汤服,亦可。”[6]由于三氧化二砷是中药吡霜的主要成分,故我们推测南天竹子可能通过拮抗三氧化二砷毒性而发挥解毒作用。据此,本实验开展了南天竹种子提取物对三氧化二砷的慢性肾毒性影响的研究,现报道如下。
1 材料与仪器
1.1 材料 南天竹种子于2010年9月采自江西省南昌市,原植物由江西中医药大学药用植物研究室付小梅副教授鉴定为南天竹(NandinadomesticaThunb)种子,凭证标本(No.100905)保存于江西中医药大学现代中药制剂教育部重点实验室;亚砷酸氯化钠注射液(20090222,黑龙江哈尔滨医大药业有限公司);雄性SD大鼠,体质量为180~220g,购自湖南斯莱克景达实验动物有限公司,许可证号:SCXK(湘)2009-0004;福尔马林溶液。
1.2 仪器 GTR10-1冷冻高速离心机(北京时代北利离心机有限公司);SABA PM4000全自动生化分析仪(意大利AMS公司);SYD-S3020石蜡切片机(沈阳誉德电子仪器有限公司)。
2 方法
2.1 南天竹种子水提物的制备 取南天竹种子药材,粗粉,加8倍量的水煎煮3次,每次2小时,合并煎煮液,经减压浓缩得南天竹种子提取物。
2.2 分组与给药 将48只SD大鼠随机分为空白对照组、三氧化二砷模型组(10 mg/kg)、三氧化二砷与南天竹种子提取物联合用药组(南天竹种子20 g/kg+三氧化二砷10 mg/kg)、南天竹提取物组(南天竹种子20g/kg),经胃管灌胃,每天1次,实验共2周。于第2周末采集血尿标本进行生化检测。
2.3 体重变化与肾脏系数的测定 每天灌胃前测量大鼠体重,调整给药剂量。计算三氧化二砷给药前与实验结束前大鼠体重的差值为体重的变化值。大鼠处死取肾脏后,立即新鲜称重,计算肾脏系数。肾脏系数(%)=肾脏重量(g)/体重(g)×100%。
2.4 血肌酐、尿肌酐、尿素氮及内生肌酐清除率的测定 血及尿肌酐测定采用去蛋白苦味酸比色法。尿素氮采用PNP-NAG(尿N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶)两点法。内生肌酐清除率(Ccr)=尿肌酐浓度×尿量/血肌酐浓度。
2.5 肾皮质匀浆的测定 采用羟胺法、可见分光光度法、TBA法,分别测定超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)。
2.6 肾组织形态学的检测 肾组织标本用福尔马林浸泡做成常规石蜡切片,染色,显微观察肾组织及细胞受损情况。
3 结果
3.1 联合给药组及三氧化二砷单独给药组对实验动物体重及肾脏系数的影响 表1结果显示,空白对照组及南天竹提取物给药组重量有所增加,而三氧化二砷单独给药组体重降低最多,联合给药组重量降低不明显,提示南天竹提取物可显著改善三氧化二砷引起的体重减轻。联合给药组肾脏系数有所增加,但三氧化二砷单独给药组肾脏系数显著增加,提示南天竹提取物可显著地改善三氧化二砷引起的肾脏系数升高。
3.2 各组大鼠血肌酐(Scr)、尿素氮(BUN)、肌酐清除率(Ccr)变化 表2结果显示,空白对照组与南天竹种子提取物给药组大鼠血肌酐、尿素氮和肌肝清除率没有明显的变化,无统计学意义(P>0.05)。而三氧化二砷单独给药组与联合给药组相比,上述指标均有显著升高,提示南天竹种子提取物可显著改善三氧化二砷引起的血清BUN、Scr升高。
表1 大鼠体重及肾脏系数的影响
表2 大鼠血肌酐(Scr)、尿素氮(BUN)、肌酐清除率(Ccr)变化
表3 大鼠肾皮质匀浆中MDA、CAT、SOD水平变化
图1 联合用药组(10×1) 图2 联合用药组(10×2) 图3 单独三氧化二砷给药组(10×1) 图4 单独三氧化二砷给药组(10×2)
3.3 大鼠肾皮质匀浆中MDA、CAT、SOD水平变化 表3结果显示,空白对照组及南天竹种子提取物给药组MDA、CAT、SOD变化不显著,无统计学意义(P>0.05)。三氧化二砷单独给药组与上两组比较,MDA、CAT、SOD水平显著升高;而三氧化二砷单独给药组与联合给药组相比,上述
指标均有显著升高,提示南天竹种子提取物可显著改善三氧化二砷引起的MDA、CAT、SOD水平升高。
3.4 肾组织结构变化 联合用药组与单独三氧化二砷给药组相比,联合给药组肾组织可见局灶区间质疏松、水肿,伴有纤维结缔组织增生,单独可见髓质疏松,病变轻微,总体影响较小;而单独三氧化二砷组肾组织多处可见充血,肾小管扩张明显,纤维结缔组织增生,炎性细胞浸润,见图1~图4。
4 讨论
三氧化二砷(As2O3)是传统中药(毒药)砒霜中的主要成分,是一种新型的抗肿瘤药物,也是目前证据最为充分的能够靶向诱导肿瘤干细胞凋亡的天然药物,但其临床毒副作用也屡见报道。三氧化二砷其毒副作用的机制尚不明确,其中一些研究报道其毒副作用可能是通过抑制GSH等抗氧化酶活性或选择性增强细胞色素P450依赖的单加氧酶活性而产生氧化性损害,进而出现相应的代谢障碍,表现有心、肝及肾脏毒性[7,8]。
南天竹种子中含有丰富的酚酸类成分[9,10],酚酸类化合物具有较强的抗氧化作用。本研究结果显示,南天竹种子提取物和三氧化二砷联合给药与三氧化二砷单独给药相比较,大鼠血肌酐、尿素氮水平显著下降,Ccr下降减轻,肾皮质匀浆MDA水平下降,SOD和CAT水平升高,并且组织形态及体重减轻得到显著改善。表明南天竹种子提取物对三氧化二砷所致的肾毒性有较好的保护作用。
因此,三氧化二砷通过与南天竹种子配伍可降低其毒性,扩大在临床上治疗的安全窗口,提高其临床应用的安全性。今后我们应进一步研究南天竹种子提取物预防三氧化二砷毒性的确切机制及其潜在作用。
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