天然产物抗辐射功能的评判方式.docx

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天然产物抗辐射功能的评判方式

天然产物抗辐射功能的评判方式

江雪徐灵冯唐锴

（景德镇学院，江西景德镇333000）

摘要：

随着经济的进展和物质生活的不断改善，食物的平安、环保、保健功能等愈来愈被人们所重视。

寻觅并研究具有保健功能的天然产物已经成为目前食物研究领域一项热点项目。

本文回忆了最近几年来针对具有辐射防护功能的天然产物的研究中所采纳的各类论证指标，发觉目前要紧从生存实验、造血系统、遗传物质、氧化应激水平和免疫系统等多方面的指标来衡量天然产物的抗辐射功能。

通过对各指标进行总结归纳，提出以后天然产物抗辐射研究方式的可能趋势，为尔后具有辐射防护功能的保健食物、功能性食物添加剂的研发提供参考。

关键词：

天然产物；抗辐射；评判方式

Evaluation MethodsforRadioprotectorinNaturalProducts

JIANGXueXULingFENGTang-Kai

（JingDeZhenUniversity,JingDeZhen333000，JiangXi,China）

Abstract:

Withthedevelopmentofeconomyandtheimprovementofmateriallife,peoplehasspecialconcernonthesafetyandthehealthcarefunctionoffood.Tofindandresearchthehealthcarefunctionofnaturalproductshasbecameapopularresearchfieldatpresent.Wereviewedthepastresearchesofevaluationmethodsfornon-toxicradiationprotectorinnaturalproducts,andfoundthattheradioprotectionwasestimatedbythe detection of targetsrelated tosurvivalrate、hemopoieticsystem、geneticmaterial、oxidation-reductionsystem、immunesystemandsoon.Toreviewvariousindexes,andputsforwardthefutureofmethodsforradioprotectorinnaturalproductmaytrend,toprovidethereferenceforthefuturewithradiationprotectionfunctionofhealthfoodandfoodadditives.

Keywords:

naturalproduct;radioprotector;evaluationmethod

现现在世界范围内的放射性污染程度在不断扩大，辐射能够说已经和人们生活融为一体，现代生活已经离不开各类家用电器尤其是电话，更不用说放射疗法在肿瘤医治中的普遍应用，辐射在矿产等资源探测中的利用等，都给生物界带来了潜在的、慢性的副作用或急性损害[1]。

有研究说明，作为现今国内外第一致盲眼病的白内障，其致病诱因中占第五位的确实是微波辐射[2]。

辐射对生物体的阻碍是复杂的，长期过量的辐射将致使机体产生一系列损伤，包括造血系统的功能异样、氧化应激损伤、免疫功能障碍及细胞DNA链断裂、基因突变、细胞转化和死亡等[1]。

既然人们已经无法离开辐射，那么如何防患于未然，如何减少辐射给人类带来的损伤那么引发了普遍关注。

自古东方亚洲国家就有药食同源的传统，超级注重保健食物、功能食物的开发，而功能性食物添加剂，专门是一些天然提取物的明显功效，也早已在国际上取得认可。

如茶多酚、番茄红素、大豆异黄酮等，以其卓越的生理活性和明确的防病抗病功能，原料又来自食物或天然物，而受到广大消费者的欢迎。

“天然、营养、多功能”是现在国际社会的消费潮流。

因此如何从无毒副作用的天然产物中挑选能够避免辐射引发的病变的种类也早已成为热点课题。

本文就最近几年来在天然产物中挑选和验证辐射防护功能的研究报导，对研究中所采纳的评判方式、指标进行了总结归纳，为尔后抗辐射功能性食物的研发提供参考。

辐射防护功能的查验评判分体内实验模型（又称整体实验动物模型）和体外实验模型。

综合众多天然产物抗辐射功能的研究文献发觉，对天然产物抗辐射功能的动物体内实验研究要紧都是通过以下几方面的指标进行论证：

1、生存实验；2、体重3、造血系统指标；4、遗传物质指标；5、氧化应激水平指标；6、免疫系统指标。

而目前在体外研究中那么要紧从辐射灵敏细胞增殖活性、凋亡率和遗传物质损伤情形等方面进行探讨。

1、体内实验模型

1.1生存实验

早在上个世纪五十年代开始，小鼠30d存活率就已作为标准的抗辐射药物挑选方式之一[3]。

樊黎生[4]研究了黑木耳多糖的抗辐射效应，发觉以剂量的黑木耳多糖对小鼠进行灌胃，与对照组相较能够显著提高小鼠的30天存活率。

王清吉等[5]对茶多酚和银杏内酯的辐射防护作用的研究说明，与辐射模型组相较，茶多酚和银杏内酯给药组的平均存活率有显著增高，别离是%和75%。

生存率反映了辐射损伤对生命在整体上的危害程度，能够有效提高生存率那么提示样品能够对辐射起到防护作用。

1.2体重

邓海平[6]通过利用不同剂量的X射线对小鼠进行辐照后，发觉大剂量辐射会致使辐射组体重明显低于未经辐照组，这可能与辐射对机体胃肠道结构功能破坏，阻碍营养的吸收，和对其他各组织器官损伤的综合阻碍有关，进而造成动物体重增加缓慢乃至停滞。

因此动物的体重转变能够在必然程度上反映出机体的损伤、修复状况，但单唯一个体重指标并非足以说明，必需结合其他指标进行综合评判。

1.3造血系统指标

（1）血液学指标

胡筱波等[7]在照射后不同时相点（1、3、5、7、9、12、16、20天）对小鼠尾静脉取血，利用血细胞自动分析仪分析照射后小鼠外周血像转变，包括白细胞、红细胞、血小板数和血红蛋白量。

发觉机体受照射后，外周血细胞几乎都会经历如此一个进程：

初期迅速下降，恢复期那么慢慢上升恢复。

油菜花酶解肽组与辐射对照组相较，给药组的血细胞下降幅度小而且恢复更快。

因此以为油菜花粉酶解肽对辐射引发的造血损伤有明显的防护作用。

辐射对血液和骨髓造血系统的阻碍是放射生物学研究的一个十分重要的领域。

造血系统损伤程度直接关系到辐射剂量的估算及辐射损伤的估算、医治和预后。

造血干细胞是产生各类血细胞的最原始的细胞，是维持机体正常造血、保障造血系统损伤后重建的关键细胞[8]。

当全身或大部份机体受到较大剂量射线照射后，造血组织的损伤是机体最先显现的大体损伤之一。

射线对造血系统的损伤要紧表现为造血功能的破坏和抑制。

而造血功能障碍要紧表现为全血细胞减少，由此诱发机体感染、出血、免疫功能抑制乃至死亡。

由于外周血中血细胞数量可反映骨髓的造血功能,因此,检测辐射后小鼠外周血中血细胞数量的转变能够用于评判辐射防护剂的防治作用[7]。

（2）内源性脾结节（CFU-S）计数

脾脏作为小鼠的造血组织终身具有造血功能，参与了调剂骨髓造血。

脾结节（CFU-S）是机体受到照射损伤时，造血细胞因凋亡坏死而数量急剧减少，部份残余的、小量具有增殖割裂能力的造血干细胞从骨髓迁移到脾脏增殖、分化，最后生成必然数量和大小不等的脾集落[9]。

CFU-S测试是最先、最经典的造血干细胞的测试手腕[10]。

脾结节数量的多少反映了造血干细胞的功能及相对数量，与骨髓中具有增殖割裂能力的造血干细胞数量呈现良好的线性关系[11]。

江雪[12]在研究紫甘薯多糖的抗辐射作历时发觉，随着紫甘薯多糖高、中、低剂量的增加，实验小鼠脾结节数有所增加，而且和辐射模型组相较，增加量均有显著不同，存在必然的剂量依托性。

结果显示，紫甘薯多糖能够增加受照小鼠CFU-S的数量，提示紫甘薯多糖对辐射小鼠的爱惜作用一方面可能是通过增进骨髓造血干细胞的分化、增殖而实现的。

脾结节计数可间接反映骨髓辐射损伤的重建恢复能力，因此是观看抗辐射药物的靠得住方式[13]。

（3）骨髓细胞DNA含量或骨髓有核细胞数

骨髓细胞DNA含量或骨髓有核细胞数的下降是辐射损伤的表现之一，在必然范围内，照射剂量与骨髓细胞DNA含量或骨髓有核细胞数成反比，恢复时刻与之正比，故而对骨髓细胞DNA含量或骨髓有核细胞数的检测能够代表造血系统受损伤和恢复情形[14]。

马征[15]研究白藜芦醇对辐射小鼠的辐射损伤作历时发觉，通过辐照后模型小鼠骨髓有核细胞数迅速下降，中、高剂量给药组小鼠的骨髓有核细胞数随较未受辐射小鼠有所降低，但远高于模型组，不同有统计学意义，可见白藜芦醇对辐射所致骨髓有核细胞的下降有抑制作用，反映样品对造血系统有辐射防护作用。

（4）骨髓造血组织面积

该指标指的是骨髓造血组织面积占造血组织和脂肪组织面积之和的比例。

骨髓造血组织面积反映的是造血细胞的增生程度，通过对骨髓组织切片观看骨髓组织结构转变，是反映骨髓造血功能重建与否的指标之一[16]。

黄茜[17]在研究八珍汤对骨髓的爱惜作历时，发觉通过放化疗复合造模，小鼠骨髓造血系统受到严峻破坏，有效造血面积大量减少，脂肪细胞大量增多，而八珍汤各剂量给药组均能改善小鼠骨髓造血面积减少的状况，再联合外周血像指标、有核细胞数等指标的检测提示八珍汤能有效增进骨髓损伤小鼠造血功能重建。

（5）细胞凋亡率

Richardson[18]的研究说明，电离辐射会加速细胞衰老，引发细胞周期阻滞，并诱导细胞凋亡。

孙元琳等[19]用60Coγ射线对小鼠进行小剂量亚慢性照射后，实验结果说明，正常对照组的骨髓细胞表达为阴性,只有少数细胞发生凋亡，辐射对照组的骨髓细胞发生了明显的凋亡，阳性细胞数量增多，颜色较深。

当归多糖灌胃组的阳性细胞数量也有所增加,但均低于辐射对照组，且颜色较浅。

另外孙元琳[19]还对小鼠的肝细胞的凋亡相关基因bcl-2蛋白的表达进行了检测，发觉当归多糖对由于辐射损伤致使的bcl-2异样表达而产生的肝细胞凋亡具有抑制作用，从而增进了肝细胞的修复和增殖。

肝脏作为人体最大的器官，对电离辐射也十分灵敏，它是机体初期要紧的造血器官，而且肝脏的解毒功能与血液循环有着紧密的关系，能够抑制肝细胞的辐射损伤能够说明被试样品对造血组织的爱惜功能。

因此，对骨髓干细胞、肝细胞的凋亡率的研究能够进一步验证样品对细胞的割裂增殖是不是有增进爱惜作用，能够评判造血系统恢复与否的有效指标[20]。

1.4遗传物质受损情形检测

（1）骨髓嗜多染红细胞微核率实验

电离辐射作用于机体，从照射开始直至显现生物学效应（细胞死亡或癌变）是一个极为复杂的进程，DNA的辐射损伤是其中最关键最重要的一环，而DNA的双链断裂又是辐射引发的各类生物效应中最重要的原初损伤[21]。

大量实验证明，电离辐射可致使细胞DNA双链断裂，高剂量辐射能抑制DNA合成、增加细胞膜通透性乃至直接杀死细胞[22]。

有报导[23]称放疗后微核率的转变与急性放射损伤呈正相关。

因此微核的检出率能准确地反映出染色体受损的情形即辐射损伤的程度和机体的修复能力，可作为诊断辐射损伤的重要生物学指标和诊断依据，并已普遍应用于辐射损伤诊断及辐射防护药的挑选。

紫甘薯多糖抗辐射功能的研究结果显示[13]，与正常对照组比较，辐射模型组的小鼠骨髓细胞的微核率显著升高，说明辐射损伤模型成功，而高、中剂量组小鼠的微核率尽管仍高于对照组，但与模型组有显著不同，说明紫甘薯多糖对遗传物质的辐射损伤具有必然的爱惜作用。

微核实验用于检测染色体损伤具有简便、准确、快速的特点，假设在实验室以小鼠等啮齿类动物为实验材料的检测，那么更多推荐检测骨髓细胞微核率。

而人外周淋巴细胞微核实验，已作为放射工作人员在岗期间健康体检的必检项目之一[24]。

（2）单细胞凝胶电泳实验（又称彗星实验）

单细胞凝胶电泳实验又称彗星实验，能够在细胞水平上检测DNA损伤，其原理是碱性电泳液中，DNA双链解螺旋变性为单链，单链断裂的碎片可进入凝胶中，在电场的作用下向阳性迁移，形成拖尾，呈彗星样图像，细胞拖尾表示细胞有DNA断裂碎片生成，曹毅[25]的研究显示损伤拖尾越长表示DNA断裂越严峻。

因此彗星实验能够进一步验证样品对遗传物质是不是有爱惜作用。

黄翔等[26]对每只小鼠随机选择50个细胞，用CASP彗星图像分析软件对彗星细胞尾部DNA百分率（TailDNA%）和尾矩（TailMoment为彗尾DNA百分率和彗尾长度的乘积），实验结果说明黄花倒水莲各剂量组的TailDNA%和TailMoment与辐射模型组相较均显著降低，且存在剂量依托，证明黄花倒水莲对DNA具有辐射爱惜作用。

1.5氧化应激水平指标

（1）血\组织中过氧化脂质含量

自由基是辐射能量吸收和生物分子损伤的重要媒介，辐射引发的细胞毒性作用几乎全数受到氧自由基的调剂[27]。

受到辐射损伤的机体中氧自由基ROS和氮自由基RNS浓度会大幅增高，从而引发脂质过氧化作用而产生的丙二醛和褐脂质，此二者具有很强的细胞毒性[28]。

因此测试过氧化脂质含量常常可反映机体内脂质过氧化的程度，能够间接的反映出细胞损伤、修复的程度。

（2）血\组织中抗氧化酶活性

在正常机体内，有一套有效的抗氧化防御系统，来避免活性氧（ROS）对机体的损伤，如超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-px）和过氧化氢酶（CAT），SOD具有减少超氧阴离子（·O2-）的作用，GSH-px和CAT那么能降低过氧化氢（H2O2）含量。

氧化和抗氧化的平稳是决定细胞生存的条件，及时清除体内多余的自由基，才能维持自由基的动态平稳。

不断清除多余活性氧自由基是爱惜机体组织的一种重要机制[27]。

江雪[12]检测了辐射小鼠的血清、肝和肾当中的抗氧化酶活性和丙二醛的含量，实验结果显示，辐射模型组的SOD、GSH-px和CAT的活性相较空白组显著降低，丙二醛含量明显增高，说明造模成功，紫甘薯多糖灌胃组相较于模型组抗氧化酶有明显的升高，丙二醛含量也显著降低，说明紫甘薯多糖抗辐射机理与提高辐射小鼠的抗氧化能力，减少自由基的产生，抑制过氧化脂质的产生有关。

因此血\组织中过氧化脂质的含量和抗氧化酶的活性转变能够代表机体氧化还原系统受损、修复状况。

1.6免疫系统检测指标

（1）脏器指数

免疫系统属于辐射灵敏组织，辐射所致的免疫功能改变是辐射损伤的要紧表现之一。

胸腺和脾脏是机体参与免疫功能调剂的重要的免疫器官，是对辐射高灵敏的细胞群。

有研究说明[12,17]受辐射处置的模型组与空白组相较小鼠脾脏系数、胸腺系数显著降低，机体免疫功能降低，紫甘薯多糖给药组能显著提高小鼠脾脏、胸腺指数，而八珍汤低剂量组的小鼠脾脏指数与正常水平大体持平，可见被试样品能够爱惜免疫器官抗击辐射损伤。

因此免疫脏器指数如胸腺指数和脾脏指数在必然程度上能够反映免疫系统的损伤、修复状况[29]。

（2）单核-巨噬细胞活性功能测定

机体能够维持正常的免疫功能状态，有赖于各类免疫细胞在免疫应答和免疫调剂进程中彼此协作、彼此制约，以产生适度的免疫应答，一起完成对抗原性物质的识别、应答和清除，来维持机体内环境的稳固，却又不致损伤机体自身组织[30]。

免疫应答分固有免疫即非特异性免疫应答和适应免疫（体液免疫和细胞免疫），单核-巨噬细胞属于免疫系统中的固有免疫。

吴显劲[31]的研究以为琼枝麒麟菜多糖能够显著增强小鼠腹腔巨噬细胞吞噬中性红的作用，而且诱导巨噬细胞产生L-1等细胞因子,从而发挥对辐射损伤小鼠腹腔巨噬细胞的爱惜作用。

另外，小鼠碳廓清实验和小鼠腹腔巨噬细胞吞噬鸡红细胞实验是两个能够反映单核-巨噬细胞系统的吞噬能力的实验，二者结果均为阳性或任一实验两个剂量组以上结果为阳性即可判定单核-巨噬细胞功能结果阳性[15]。

（3）NK细胞（自然杀伤细胞naturalkillercell）活性功能测定

王亚飞等[32]以粗江蓠多糖灌胃小鼠检测辐射后体内NK细胞的活性，结果显示模型组小鼠NK细胞活性明显低于正常组，而给药组能够显著提高NK细胞杀伤靶细胞的能力，说明粗江蓠多糖能够增强辐射小鼠NK细胞活性。

NK细胞在机体内发挥着非特异性抗感染效应，卫生部的保健食物查验与评判技术标准中提示[15]通过测定单核-巨噬细胞活性和NK细胞活性能够反映出机体非特异性免疫应答的水平。

（4）细胞免疫功能测定

朱咏梅[33]发觉海生多糖高、低剂量均能够显著提高辐射致使的脾淋巴细胞转化率，虽未使之恢复到正常水平，但与辐射模型组相较有显著不同。

在对保健食物的免疫功能评判标准中有提示[15]，通过迟发性变态反映实验（DTH）和小鼠脾淋巴细胞转化两个实验，能够反映出机体细胞免疫水平的转变。

两个实验结果均为阳性或任一实验两个剂量组以上结果为阳性即可判定细胞免疫功能测定结果为阳性。

（5）体液免疫功能测定

马征[15]对白藜芦醇的研究结果说明，辐射模型组与正常对照组相较，小鼠的血清溶血素显著降低，但给药组与辐射模型组比较，不同无统计学意义。

说明辐射会使小鼠的血清溶血素降低，可是白藜芦醇对血清溶血素的降低无抑制作用。

血清溶血素和抗体生成细胞是反映机体体液免疫的重要指标，两个实验结果均为阳性或任一实验两个剂量组以上结果为阳性即可判定体液免疫功能测定结果为阳性[15]。

通过脏器指数、单核巨噬细胞活性、NK细胞活性测定、细胞免疫功能测定和体液免疫功能测定、几个方面相结合评判药物的免疫药理活性属于目前公认的靠得住方式[34]，能够对研究所挑选出的天然产物的抗辐射机理有必然参考指导价值。

2、体外实验模型

2.1细胞生长检测

体外细胞生长检测是用于反映细胞增殖与死亡情形的指标，能够在众多天然产物中比较快速、准确的对具有辐射防护功能的样品进行挑选。

马天翔等[35]对红景天中苷及其醇类化合物抗辐射有效活性成份体外挑选研究中，通过MTS法检测比较人淋巴母细胞受辐射后的存活率，得出各样品抗辐射活性依次为络塞维＞异槲皮苷＞红景天苷＞熊果苷＞酪醇＞洛塞琳的结果。

免疫细胞对辐射损伤极为灵敏，因此免疫细胞亚群和功能检测对辐射损伤的评判及预后评估具有重要的意义。

而淋巴细胞是组成胸腺、脾脏、血液、骨髓等免疫器官的重要组成部份，具有较高的辐射灵敏性[1]，其损伤是辐射致使机体免疫功能抑制的重要缘故，因此选择淋巴细胞进行体外细胞生长检测对研究机体辐射损伤有重要意义。

2.2细胞凋亡检测

细胞凋亡是由生理或病理性因素引发的一种细胞程序性死亡，电离辐射会诱导细胞产生病理性凋亡[18]。

通过体外细胞实验检测细胞凋亡率能够必然程度上验证被试样品是不是有辐射防护功能。

郭娟等[36]对人胚肝细胞L-02进行辐射损伤造模，体外研究丹参素对其辐射损伤的爱惜作用，进行了细胞凋亡率检测，结果显示，丹参素预处置能够显著降低辐射诱导的L-02细胞凋亡率，与空白对照组最少相差2个百分点，而与辐射模型组至少相差11个百分点，不同有统计学意义。

2.3细胞微核率检测、彗星实验

郭娟等[36]对丹参素体外研究中同时还进行了细胞微核率和彗星尾的检测，发觉丹参素在必然浓度下能够抑制辐射所致细胞DNA断裂，显著减少细胞染色体损伤。

说明被试样品对L-02细胞的遗传物质具有防护作用，即具有必然的抗辐射作用。

终止语

如何经济、准确、快速评判无毒副的天然产物抗辐射功能，以期能够为抗辐射保健食物及功能性食物添加剂的研发提供大量原料库，具有重要的现实意义。

在目前评判天然产物的抗辐射功能的众多方式中，体内实验和体外实验的关系是相互补充、相互验证的，通过体外的分子、细胞水平实验结合整体动物模型，能够比较全面地为评判天然产物的抗辐射功能提供充分的实验资料。

体外实验阻碍因素小、可控性好，具有必然优势，但因其未必能够完全模拟体内环境，还需在体内研究加以印证；而辐射防护功能的体内挑选也存在着时刻、经济本钱较高，所需化合物用量较大等问题和局限。

如何借鉴高通量药物挑选，完善利用辐射灵敏细胞构建的体外辐射损伤模型，以探讨天然产物在辐射防护领域的开发应用价值，应该会成为以后辐射防护剂在天然产物中的挑选评判的趋势。

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