當歸及當歸多糖對X射線照射致SD大鼠免疫功能損傷的影響

盧志偉++王磊++許小敏++張利英++何進鵬++華君瑞++張艷輝++劉永琦

摘要：目的 探討當歸及當歸多糖對X射線照射致SD大鼠免疫功能損傷的防護作用。方法 將40只SD大鼠隨機分為對照組、模型組、當歸水煎液組、當歸多糖組和陽性對照組。常規(guī)飼養(yǎng)14 d后，各給藥組給予相應藥物灌胃，對照組和模型組給予等體積蒸餾水灌胃，每日1次，連續(xù)7 d。第8日除對照組外其余各組大鼠進行全身X射線照射，連續(xù)2 d，每日1次，每次3 Gy，總吸收劑量為6 Gy。輻射后第3日股動脈采血處死大鼠，血常規(guī)檢測外周血白細胞（WBC）、紅細胞（RBC）、血紅蛋白（HGB）、血小板（PLT），有核細胞計數(shù)法觀察骨髓有核細胞數(shù)量，HE染色觀察脾臟病理形態(tài)，ELISA檢測血清干擾素-γ（IFN-γ）和白細胞介素（IL）-4的含量。結果 與對照組比較，模型組大鼠脾臟指數(shù)、血WBC、骨髓有核細胞數(shù)、血清IL-4和IFN-γ含量明顯降低（P<0.05），RBC和HGB明顯升高（P<0.05）；與模型組比較，各給藥組血WBC、骨髓有核細胞數(shù)、血清IL-4和IFN-γ含量明顯升高（P<0.05），RBC和HGB明顯降低（P<0.05）。結論 當歸及當歸多糖對X射線照射致SD大鼠免疫功能損傷具有保護作用。

關鍵詞：當歸；當歸多糖；輻射；造血；免疫功能；大鼠

DOI：10.3969/j.issn.1005-5304.2017.10.011

中圖分類號：R285.5 文獻標識碼：A 文章編號：1005-5304（2017）10-0044-05

Effects of Angelicae Sinensis Radix and Angelicae Sinensis Radix Polysaccharides on Immune Function Injury Induced by X Ray in SD Rats LU Zhi-wei1，2， WANG Lei1， XU Xiao-min1， ZHANG Li-ying1， HE Jin-peng3， HUA Jun-rui3， ZHANG Yan-hui1， LIU Yong-qi1，4 （1. Provincial-Level Key Laboratory for Molecular Medicine of Major Diseases and the Prevention and Treatment with Traditional Chinese Medicine Research in Gansu Colleges and Universities， Gansu University of Chinese Medicine， Lanzhou 730000， China； 2. Jiayuguan City Hospital of Traditional Chinese Medicine， Jiayuguan 735100， China； 3. Institute of Modern Physics， Chinese Academy of Sciences， Gansu Key Laboratory of Space Radiobiology， Lanzhou 730000， China； 4. Key Laboratory of Dunhuang Medicine and Transformation at Provincial and Ministerial Level， Lanzhou 730000， China）

Abstract： Objective To investigate the protective effects of Angelicae Sinensis Radix and Angelicae Sinensis Radix polysaccharides on immune function injury induced by X rays in SD rats. Methods Forty SD rats were randomly divided into control group， model group， Angelicae Sinensis Radix Decoction group， Angelicae Sinensis Radix polysaccharide group and positive medicine group. After routine feeding for 14 day， each administration group was given relevant medicine for gavage， while control group and model group were given the same amount of distilled water for gavage， once a day for 7 d. From the 8th day， except for the control group， the rats in the rest of groups were subjected to whole-body X ray irradiation， continuous exposure to 2 d； the total absorbed dose was 6 Gy. The rats were killed by femoral artery after irradiate 3 d. The WBC count， RBC， HGB， and PLT in peripheral blood

基金項目：國家自然科學基金（81473457）；甘肅省高等學?？蒲许椖浚?015A-095）；甘肅中醫(yī)藥大學研究生創(chuàng)新基金（CX2016-16）

通訊作者：劉永琦，E-mail：liuyongqi73@163.comendprint

were observed by blood routine test； the number of nucleated cells in the bone marrow was observed by nucleated cell count method； the pathological changes of spleen were observed by HE staining under microscope； the contents of IFN-γ and IL-4 in serum were detected by ELISA. Results Compared with the control group， the spleen index WBC， number of bone marrow nucleated cells and serum contents of IL-4 and IFN-γ in model group was significantly lower （P<0.05）， The contents of RBC and HGB increased （P<0.05）. Compared with the model group， WBC， number of bone marrow nucleated cells， and the contents of IL-4 and IFN-γ in serum of each administration group increased significantly （P<0.05）； RBC and HGB decreased significantly （P<0.05）. Conclusion Angelicae Sinensis Radix and Angelicae Sinensis Radix polysaccharides have protective effects on the immune function injure induced by X ray in SD rats.

Key words： Angelicae Sinensis Radix； Angelicae Sinensis Radix polysaccharide； radiation； hematopoiesis； immune function； rats

目前，隨著放射技術在腫瘤診療中的廣泛應用，增加了患者接觸X射線的機會。輻射可以直接或間接作用造成機體的多器官損傷，嚴重者可誘發(fā)細胞突變、癌變及死亡。機體的造血及免疫系統(tǒng)對電離輻射非常敏感，可導致中樞及外周免疫器官功能異常，因此，輻射損傷的防護作用對于保護機體的健康具有非常重要的現(xiàn)實意義。當歸的有效成分主要包括當歸多糖、當歸揮發(fā)油、阿魏酸等?，F(xiàn)代藥理研究表明，當歸多糖具有保肝、減毒、抗氧化、提高免疫力、抗腫瘤和抗輻射損傷等作用[1-5]。本實驗采用大鼠灌胃當歸水煎液及當歸的有效成分當歸多糖30 min后進行全身X射線照射，探討當歸發(fā)揮抗輻射、調(diào)節(jié)免疫功能的作用是否通過當歸多糖起主要作用。

1 材料與方法

1.1 藥物及制備

當歸用量按臨床用量換算成大鼠用量，當歸多糖按當歸用量同比換算成相對劑量。當歸購于甘肅中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院，稱取當歸飲片20.16 g，剪成0.5 cm大小碎粒，用500 mL雙蒸水在不銹鋼煎藥鍋中浸泡30 min。電磁爐煎煮至水開后計時并武火煎煮10 min，之后換文火煎煮30 min，倒出藥液，再加250 mL水文火煎煮30 min，倒出藥液，合并2次藥液，倒入燒杯，微波小火煎煮濃縮至32 mL，此為8只大鼠2 d用量，冷卻后置于4 ℃冰箱保存；當歸多糖由甘肅中醫(yī)藥大學中藥藥理與毒理實驗室通過水提醇沉法而取得，提取得率2.69%，純度為66.7%。貞芪扶正顆粒，甘肅扶正藥業(yè)科技股份有限公司，批號Z62020416。

1.2 主要試劑與儀器

大鼠IL-4（批號ERC002）、IFN-γ（批號ERC101g） ELISA檢測試劑盒，深圳欣博盛生物科技有限公司。X射線儀PRECISION X-RAY（美國Faxitron公司），分光光度計（VIS-723N，北京瑞利儀器公司），酶標儀（IMARK，美國Bio-Rad），eppendorf移液器（德國艾本德股份有限公司）。

1.3 動物及處理

SPF級SD雄性大鼠40只，6～8周齡，體質(zhì)量（200±20）g，第四軍醫(yī)大學實驗動物中心，動物許可證號SCXK（軍）2012-0007。飼養(yǎng)于溫度（20±2）℃、相對濕度（50±10）%環(huán)境，每日光照12 h，自由攝食飲水。常規(guī)飼養(yǎng)14 d后，將40只SD大鼠隨機分為對照組、模型組、當歸水煎液組、當歸多糖組和陽性對照組，每組8只。當歸水煎液組按6.3 g/（kg·d）劑量干預，當歸多糖組按254.2 mg/（kg·d）劑量干預，陽性對照組按2.625 g/（kg·d）劑量干預，對照組和模型組給予等體積蒸餾水灌胃，連續(xù)1周。第8日起除對照組外其余各組均用X射線儀進行背部照射，總吸收劑量為3 Gy，吸收劑量率為92.26 cGy/min，距輻射源70 cm，輻射后第2日以相同方式進行腹部照射。末次輻射72 h后股動脈取血并處死大鼠檢測相應指標，其中末次輻射后第2日模型組大鼠死亡1只，輻射后第3日模型組死亡1只，當歸水煎液組和當歸多糖組各死亡1只。

1.4 指標檢測

1.4.1 一般情況 每日觀察大鼠飲食、水量，大鼠精神狀態(tài)、活動頻率、體毛及二便等變化。

1.4.2 脾臟指數(shù) 處死大鼠，取出脾臟，將其置于生理鹽水沖洗干凈，稱取脾臟質(zhì)量，計算大鼠脾臟指數(shù)[脾臟質(zhì)量（mg）÷大鼠質(zhì)量（g）]。endprint

1.4.3 血常規(guī)檢測 用含EDTA抗凝管從股動脈取血1 mL，上下晃動抗凝管，使其充分混勻。將全血轉入1.5 mL的EP管中，上機檢測白細胞（WBC）、紅細胞（RBC）、血紅蛋白（HGB）和血小板（PLT）。

1.4.4 骨髓有核細胞 參照文獻[6]方法股動脈取血后脫頸處死大鼠，分離大鼠左股骨，用剪刀沿股骨頸將股骨頭剪掉，3%冰醋酸10 mL用注射器將骨髓全部沖出，移液器輕輕吹打，將細胞吹散，用血球計數(shù)板計數(shù)有核細胞數(shù)量（4個大格細胞數(shù)÷4×10 000）。

1.4.5 脾臟病理形態(tài) 脾臟組織切片HE染色，光鏡下觀察病理變化。

1.4.6 血清白細胞介素-4和γ-干擾素檢測 大鼠麻醉后股動脈采血，靜置1 h，3000 r/min離心10 min，用微量移液器吸取上清液，于酶標儀波長450 nm處檢測各孔吸光度，嚴格按試劑盒說明書進行操作。

1.5 統(tǒng)計學方法

采用SPSS21.0統(tǒng)計軟件進行分析。實驗數(shù)據(jù)以—x±s表示，組間比較用方差分析，兩兩比較用Dunnett-t檢驗。P<0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 實驗結果

2.1 一般狀況

輻射前各組大鼠飲食、飲水量無差異，活動量正常，體毛光滑。輻射后第1日，各組大鼠飲食明顯減少，飲水量明顯增加，出現(xiàn)狂躁不安、易驚恐等現(xiàn)象；第2日開始，動物飲食、飲水量均減少，活動頻率低，出現(xiàn)精神狀態(tài)欠佳、蜷臥及弓背聳肩的特殊體態(tài)，尤以模型組表現(xiàn)最為顯著，實驗后期，模型組出現(xiàn)體毛晦黯、光澤度差和脫毛現(xiàn)象，甚至鼻孔出血、腹瀉。當歸水煎液組和當歸多糖組飲食、飲水量增加，精神狀態(tài)較好，活動增多，大便稀，鼻孔出血減少。

2.2 當歸和當歸多糖對模型大鼠脾臟指數(shù)的影響

與對照組比較，模型組大鼠脾臟指數(shù)明顯降低（P<0.05）；與模型組比較，各給藥組脾臟指數(shù)升高，但差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。結果見表1。

注：與對照組比較，*P<0.05

2.3 當歸和當歸多糖對模型大鼠血常規(guī)的影響

與對照組比較，模型組大鼠WBC明顯降低、RBC和HGB明顯升高（P<0.05）；與模型組比較，各給藥組WBC明顯升高、RBC和HGB明顯降低（P<0.05）。結果見表2。

注：與對照組比較，*P<0.05；與模型組比較，#P<0.05

2.4 當歸和當歸多糖對模型大鼠骨髓有核細胞的影響

與對照組比較，模型組大鼠骨髓有核細胞數(shù)明顯降低（P<0.05）；與模型組比較，各給藥組骨髓有核細胞數(shù)明顯升高（P<0.05）。結果見表3。

2.5 當歸和當歸多糖對模型大鼠血清白細胞介素-4和干擾素-γ含量的影響

與對照組比較，模型組大鼠血清IL-4、IFN-γ含量明顯降低（P<0.05）；與模型組比較，當歸水煎液、當歸多糖和陽性對照組大鼠血清IL-4和IFN-γ含量明顯升高（P<0.05）。結果見表4。

2.6 當歸和當歸多糖對模型大鼠脾臟病理形態(tài)的影響

肉眼：對照組大鼠脾臟被膜完整，表面光滑，紅潤，質(zhì)地柔軟；模型組大鼠脾臟明顯變小，表面出現(xiàn)小結節(jié)，顏色黯紅，質(zhì)地較硬；各給藥組脾臟體積增大，表面仍有小結節(jié)但明顯減少，顏色較紅潤，質(zhì)地較柔軟。鏡下：對照組大鼠脾臟被膜完整，紅髓和白髓分界清楚，生發(fā)中心、邊緣區(qū)清晰，未見異常，無增生、萎縮及玻璃樣變；模型組脾臟脾小體明顯萎縮，生發(fā)中心不明顯，白髓和紅髓結構紊亂，脾竇擴張，間質(zhì)出血嚴重，存在明顯瘀血，淋巴細胞數(shù)量明顯減少；各給藥組脾臟組織病理損傷形態(tài)有所改變，脾小體可見，生發(fā)中心、紅髓和白髓分界可見，未見明顯瘀血，炎細胞浸潤減輕。結果見圖1。

3 討論

隨著輻射劑量的加大，輻射對機體的傷害也愈顯著，且體內(nèi)各系統(tǒng)均會受到不同的損傷，其中尤以造血、免疫、胃腸道及生殖系統(tǒng)的敏感性高。骨髓是機體血細胞與免疫細胞發(fā)生和分化的場所，是機體的中樞免疫器官之一。骨髓具有輻射高敏感性，由于骨髓中的WBC、RBC及幼稚細胞均是造血的主要器官，骨髓DNA含量和有核細胞數(shù)目在一定程度上能夠反映機體造血功能狀態(tài)，骨髓經(jīng)輻射后直接表現(xiàn)為骨髓有核細胞數(shù)目的減少。

脾臟是體內(nèi)誘導免疫細胞產(chǎn)生、分化、發(fā)育及成熟的主要場所，也是維持機體免疫功能重要的免疫器官之一，因而脾臟指數(shù)在某種程度上反映機體免疫功能狀態(tài)。由于脾臟對輻射高敏感性，脾臟經(jīng)輻射后脾小體變小或消失，細胞核裂解及相關核質(zhì)空泡形成、細胞壞死。在機體的免疫系統(tǒng)中，T淋巴細胞輻射敏感性最高。另外，淋巴細胞及其免疫器官（如骨髓、脾臟、胸腺）均具有輻射高敏感性。輻射損傷免疫系統(tǒng)主要表現(xiàn)為免疫細胞數(shù)量的減少和免疫器官功能的低下，最終影響機體的特異性免疫應答和非特異性免疫應答。免疫細胞因子主要分為Thl與Th2型細胞因子，其中，Th1主要分泌IL-2、IFN-γ和腫瘤壞死因子-β等Ⅰ類細胞因子，參與機體細胞免疫，而Th2主要分泌IL-4，參與機體體液免疫。因此，Th1和Th2一旦失衡，必然會引起機體免疫功能的紊亂。相關研究表明，IFN-γ和IL-4在調(diào)節(jié)機體細胞免疫與體液免疫中發(fā)揮重要作用，二者協(xié)同調(diào)節(jié)機體免疫功能狀態(tài)[7]。本實驗結果表明，輻射后大鼠脾臟指數(shù)明顯降低，機體脾細胞嚴重損傷；同時，輻射后外周免疫器官與中央免疫器官損傷，外周血WBC明顯降低，RBC和HGB升高，大鼠骨髓有核細胞數(shù)明顯降低。主要機制可能是輻射后，大鼠飲食、水量明顯降低，并出現(xiàn)腹瀉造成液體大量丟失，從而導致RBC和HGB的升高。輻射對細胞免疫和體液免疫均造成損傷，致使大鼠血清中IL-4和IFN-γ的表達降低。

中醫(yī)學認為，輻射屬于火熱毒邪[8]。輻射致機體損傷的機制是熱毒過盛、耗氣傷津，引起精氣血津液的虧虛。當歸具有補血活血的功效，臨床上主要應用于血液及心血管疾病的治療。楊鐵虹等[9]研究表明，當歸多糖能抑制小鼠脾臟萎縮，并能促進小鼠脾細胞和巨噬細胞增殖。張曉君等[10]研究表明，當歸多糖能促進小鼠體液免疫，而大劑量使用時能增強細胞免疫，此外，當歸多糖能明顯增加血虛模型小鼠的外周HGB，同時促進輻射小鼠脾結節(jié)與骨髓細胞DNA的合成。本研究結果顯示，當提前給予SD大鼠當歸水煎液及當歸多糖后，能夠預防輻射造成外周免疫損傷，使其外周血WBC升高，RBC和HGB降低，減輕輻射引起的脾臟病理損傷，同時對中樞免疫也有預防作用，升高輻射引起的大鼠骨髓有核細胞數(shù)降低，同時還能升高輻射大鼠血清IL-4和IFN-γ的含量。endprint

綜上所述，當歸能夠預防輻射引起的SD大鼠免疫功能的損傷，其作用可能是通過有效成分當歸多糖實現(xiàn)的。

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（收稿日期：2017-03-07）

（修回日期：2017-03-23；編輯：華強）endprint