天然蝦青素對輻射損傷小鼠輔助保護作用

陳東方，王海玉，李 立，張聰恪，徐 冰，劉翠娥

（河南省疾病預防控制中心，河南鄭州450016）

天然蝦青素對輻射損傷小鼠輔助保護作用

陳東方，王海玉，李 立，張聰恪，徐 冰，劉翠娥

（河南省疾病預防控制中心，河南鄭州450016）

目的：探討天然蝦青素對小鼠輻射損傷的保護作用。方法：將144只小鼠隨機分為3個實驗組，劑量分別為100、200、600mg/kg·bw，另設一個輻射對照組，每天灌胃1次，連續20d后，各組均以60Co射線進行一次全身照射，并繼續給樣品。輻照前、輻照后第3d和14d進行外周血細胞計數；輻照后第3d進行骨髓有核細胞計數和骨髓細胞微核實驗；輻照后第14d測定血清溶血素。結果：與輻照模型對照組比較，600mg/kg·bw劑量組能增加外周血白細胞計數，增加小鼠血清溶血素含量，200mg/kg·bw和600mg/kg·bw劑量組能增加小鼠骨髓有核細胞數，降低骨髓細胞微核率。結論：天然蝦青素對輻射損傷具有一定的保護作用。

天然蝦青素，輻射損傷，保護作用，小鼠

電離輻射可以引起多種組織和器官的損傷，甚至誘發細胞突變、癌變、致死等嚴重后果。利用天然生物中的有效活性成分，增強機體抵抗力，防止或減輕輻射對人體健康的危害，在輻射防護中具有越來越重要的地位。蝦青素是類胡蘿卜素的含氧衍生物，具有極強的抗氧化活性，能夠有效地清除體內的活性氧[1]。特別是天然的雨生紅球藻蝦青素由于無毒副作用[2]，在國外被廣泛應用于化妝品和食品藥品[3]。本研究探討了天然蝦青素對輻射損傷的保護作用，為進一步開發利用天然蝦青素提供實驗依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

天然蝦青素 湖北某公司提供，紅色油狀混懸液，人體日推薦量為1.2g；其余試劑 分析純；昆明種小鼠 SPF級，雄性，體重18～22g，由河南省實驗動物中心提供，合格證書：0009511、0009547。

KY-2000半自動生化分析儀 日本日立；BT2202S型電子天平 德國Sartorius；LDZ5-2離心機 北京；顯微鏡 日本奧林帕斯；實驗動物房 許可證號：SYXK（豫）2007-0008，屏障環境。

1.2 實驗方法[4]

將小鼠分為3批，每批48只，按體重隨機分為4組，每組12只。三個劑量組分別為人體推薦量的5、10、30倍，即100、200、600mg/kg·bw。另設輻照模型對照組為大豆油。經口給予，灌胃量為20mL/kg·d，各實驗組均連續灌胃20d后輻照一次，照射后繼續給予受試物至實驗結束，測定相應的指標。3批動物分別做外周血白細胞計數實驗、骨髓有核細胞數實驗與小鼠骨髓細胞微核實驗和血清溶血素實驗。

1.2.1 外周血白細胞計數 照射劑量3Gy。分別于照射前、照射后第3d、照射后第14d三次采末梢血20μL，加入0.38mL 1%鹽酸中，混勻后加入血球計數板中，計算計數池中四個大方格白細胞總數。

1.2.2 骨髓有核細胞計數 照射劑量3Gy。于照射后第3d，頸椎脫臼殺死小鼠，剝離出股骨，吸取一定體積的Hank’s液，沖出股骨中的全部骨髓細胞，使細胞在懸液中充分分散，鏡下計數。計算每毫升骨髓細胞懸液中的有核細胞數。

1.2.3 小鼠骨髓細胞微核實驗 照射劑量3Gy。于照射后第3d，頸椎脫臼處死小鼠，取胸骨骨髓，常規制片，固定，染色，鏡檢，每只動物計數1000個嗜多染紅細胞中微核細胞數，微核率以千分率表示。

1.2.4 血清溶血素實驗 照射劑量1Gy。于照射后第14d，各組每只小鼠腹腔注射0.2mL 2%壓積綿羊紅細胞（SRBC）懸液進行免疫。5d后，剝眼球采血，離心收集血清，血清用SA緩沖液稀釋300倍，取稀釋后的血清1mL，依次加入10%SRBC 0.5mL，補體1mL，另設不加血清對照管（用SA緩沖液代替）。置37℃恒溫水浴25min，冰浴終止反應。2000r/min離心10min，取上清液1mL，都氏劑3mL于試管內，同時取10%SRBC 0.25mL，加都氏劑至4mL于另一試管內，充分混勻，放置10min后，于540nm處測定各管光密度值。樣品HC50=樣品光密度值×稀釋倍數/SRBC半數溶血時的光密度值。

1.3 數據統計

實驗數據用SPSS12.0軟件進行卡方檢驗和方差分析。

2 結果與分析

2.1 天然蝦青素對小鼠外周血白細胞計數影響

表1 天然蝦青素對小鼠外周血白細胞計數的影響（±s）Table 1 Effect of natural astaxanthin on the the number of white blood cells in mice（±s）

表1 天然蝦青素對小鼠外周血白細胞計數的影響（±s）Table 1 Effect of natural astaxanthin on the the number of white blood cells in mice（±s）

注：模型對照組輻射后與輻射前比較：##P＜0.01；劑量組與模型對照組比較：*P＜0.05，**P＜0.01；表2～表4同。

WBC計數（×109個/L）輻射前 輻射后第3d輻射后第14d模型對照組 12 12.3±2.2 1.68±0.23## 3.44±0.66 100（mg/kg） 12 11.8±2.0 1.71±0.23 3.64±0.78 200（mg/kg） 12 12.1±2.6 1.74±0.21 3.74±0.84 600（mg/kg） 12 11.9±2.9 1.90±0.32 4.50±0.87*組別 動物數（只）

由表1可見，輻照前各劑量組小鼠白細胞總數與對照組比較無顯著性差異（p＞0.05）；輻照模型對照組輻照后與輻照前相比，白細胞總數明顯降低（P＜0.01），表明輻照模型成立；輻照后第3d各劑量組小鼠白細胞總數與輻射對照組比較無顯著性差異（P＞0.05）；輻照后第14d高劑量組小鼠白細胞總數與輻射對照組比較有顯著性差異（P＜0.05）。表示天然蝦青素能增加小鼠外周血白細胞計數。

2.2 天然蝦青素對小鼠骨髓有核細胞計數的影響

表2 天然蝦青素對小鼠骨髓有核細胞計數的影響（±s）Table 2 Effect of natural astaxanthin on the number of karyota of femur in mice（±s）

表2 天然蝦青素對小鼠骨髓有核細胞計數的影響（±s）Table 2 Effect of natural astaxanthin on the number of karyota of femur in mice（±s）

組別 動物數（只）骨髓有核細胞計數（×109個/mL）模型對照組 12 35.0±6.9 100（mg/kg·bw） 12 37.9±7.2 200（mg/kg·bw） 12 45.9±11.2* 600（mg/kg·bw） 12 61.5±12.2**

由表2可見，200mg/kg·bw劑量組小鼠骨髓有核細胞計數高于輻射模型對照組，差異有顯著意義（P＜0.05），600mg/kg·bw劑量組小鼠骨髓有核細胞計數高于輻射模型對照組，差異有顯著意義（P＜0.01），該項實驗結果為陽性。

2.3 天然蝦青素對小鼠骨髓細胞微核的影響

表3 天然蝦青素對小鼠骨髓細胞微核的影響（±s）Table 3 Effect of natural astaxanthin on the frequency of micronuclei in polychromatophilic erythrocytes（PCE）of bone marrow in mice（±s）

表3 天然蝦青素對小鼠骨髓細胞微核的影響（±s）Table 3 Effect of natural astaxanthin on the frequency of micronuclei in polychromatophilic erythrocytes（PCE）of bone marrow in mice（±s）

組別 細胞數（個） 微核數（個） 微核率（‰）模型對照組 12000 153 12.8±3.4 100（mg/kg·bw） 12000 135 11.2±2.4 200（mg/kg·bw） 12000 115 9.6±2.4* 600（mg/kg·bw） 12000 83 6.9±1.8**

由表3可見，200mg/kg·bw劑量組小鼠骨髓細胞微核率低于輻照模型對照組，差異有顯著意義（P＜0.05），600mg/kg·bw劑量組小鼠骨髓細胞微核率低于輻照模型對照組，差異有顯著意義（P＜0.01），該項實驗結果為陽性。

2.4 天然蝦青素對小鼠血清溶血素的影響

表4 天然蝦青素對小鼠血清溶血素的影響（±s）Table 4 Effect of natural astaxanthin on the the level of hemolysin in mice（±s）

表4 天然蝦青素對小鼠血清溶血素的影響（±s）Table 4 Effect of natural astaxanthin on the the level of hemolysin in mice（±s）

組別 動物數（只） 半數溶血值模型對照組 12 202.0±67.5 100（mg/kg） 12 198.1±55.1 200（mg/kg） 12 213.9±70.5 600（mg/kg） 12 269.6±59.0*

由表4可見，600mg/kg·bw劑量組小鼠血清溶血素含量高于輻照模型對照組，差異有顯著意義（P＜0.05），表示天然蝦青素能增加小鼠血清溶血素的含量。

3 討論

自由基學說是輻射損傷的基礎理論，機體受輻照后，產生大量自由基，引發脂質過氧化，對機體各器官和組織造成損傷[5]。骨髓是輻射高度敏感的組織，而外周WBC總數、小鼠骨髓嗜多染紅細胞中微核細胞數及骨髓有核細胞的含量是反映骨髓損傷的3個敏感指標。本研究表明，經口連續給予小鼠不同劑量的天然蝦青素20d后接受全身輻照一次，各劑量組與輻照模型對照組比較：600mg/kg·bw劑量組能增加外周血白細胞計數，200mg/kg·bw和600mg/kg·bw劑量組能增加小鼠骨髓有核細胞數，降低骨髓細胞微核率。有研究指出，具有免疫調節作用的生理活性物質，往往有較好的輻射防護作用[6]。本實驗的結果也發現，600mg/kg劑量組溶血素的含量與輻射對照組相比，具有顯著性差異。研究結果表明天然蝦青素對輻照危害有輔助保護作用，這可能與其抗氧化性和具有免疫調節功能有關。

[1]陳晉明，王世平，馬儷珍，等.蝦青素抗氧化活性研究[J].營養學報，2007，29（2）：163-165.

[2]GuerinM，HuntleyME，OlaizolaM.Haematococcus astaxanthin：applications for human health and nutrition[J]. Trends in Biotechnology，2003，21（5）：210-216.

[3]Jyonouchi H，Gross M.Antitumor activity of astaxanthin and its mode of action[J].Nutr Cancer，2000，36：59.

[4]衛生部衛生監督司.保健食品檢驗與評價技術規范（2003年版）[S].北京，2003.

[5]RileyPA.Freeradicalsinbiology：oxidativestressandtheeffects of ionizing radiation[J].Int J Radiat Biol，1994，65（1）：27-33.

[6]Hérodin F，Bourin P，Mayol JF，et al.Short-term injection of antiapoptotic cytokine combinations soon after lethal gammairradiation promotes survival[J].Blood，2003，101（7）：2609-2616.

Assisting protective effect of natural astaxanthin against irradiation injury in mice

CHEN Dong-fang，WANG Hai-yu，LI Li，ZHANG Cong-ke，XU Bing，LIU Cui-e
（Henan Centers for Disease Control and Prevention，Zhengzhou 450016，China）

Objective：To explore the protective effects of natural astaxanthin against irradiation injury in mice. Methods：144 mice were divided into irradiating control group and three experiment groups，treated with natural astaxanthin 100，200，600mg/kg·bw respectively for 20 days.All animals were irradiated by60Co γ-ray and continued to be orally administered.The number of white blood cells was counted before irradiating，on the 3rd and 14th day after irradiating.The number of karyota of femur and the frequency of micronuclei in polychromatophilic erythrocytes（PCE）of bone marrow in mice were measured on the 3rd day after irradiating. The level of hemolysin was measured on the 14th day after irradiating.Results：Compared with the irradiating control group，the number of WBC and the level of hemolysin in the group of 600mg/kg·bw were increased significantly（P＜0.05），while karyota of femur and the frequency of micronuclei in PCE of bone marrow in the groups of 200mg/kg·bw and 600mg/kg·bw were decreased significantly（P＜0.05）.Conclusion：Natural astaxanthin could protect mice from irradiation injury.

natural astaxanthin；irradiation injury；protect effect；mice

TS201.4

A

1002-0306（2012）01-0379-03

2010-12-24

陳東方（1980-），男，碩士，主管醫師，研究方向：食品毒理學及保健食品功能研究。