GMDTC對慢性鎘中毒小鼠和大鼠的驅鎘效果及其毒副作用研究.pdf

1、研究背景及目的：
　　鎘作為環(huán)境毒物和生產毒物，于上世紀90年代被國際癌癥研究機構(IARC)確定為致癌物。人體主要通過吸入鎘煙塵或鎘化合物粉塵而引起機體急性或慢性的損害，并引起全身性疾病。鎘進入機體后通過多種復雜的途徑對器官和組織產生損害，但其詳細毒作用機制尚不清楚。目前認為，進入體內的Cd首先蓄積在肝臟，誘導肝細胞合成金屬硫蛋白（MT），并與之結合生成Cd-MT復合物隨血液循環(huán)至腎臟，經腎小球濾過和腎小管吸收進入近端腎小管S1

2、段并沉著，經溶酶體降解成Cd2+通過氧化損傷引起的轉運蛋白功能改變和線粒體呼吸衰竭，誘導腎小管細胞凋亡。慢性鎘暴露時體內的Cd主要蓄積于腎臟，并通過氧化損傷、鈣通道失調等導致腎功能損傷和腎衰竭等。因此治療慢性鎘中毒時，主要是考慮腎臟鎘的清除及腎臟修復。
　　大量研究表明，目前臨床常用的重金屬(鉛、汞等)中毒的絡合劑對慢性鎘中毒無療效。新型驅鎘絡合劑N-(2,3,4,5,6-五羥基己基)N-（二硫代甲酸鈉基）-蛋氨酸鈉，簡稱GMDT

3、C，是在二硫代氨基甲酸酯類(DTC)的基礎上，采用葡萄糖胺基—甲硫氨基取代DTC，蛋氨酸取代R1，用D－葡萄糖胺基取代R2而合成的新型化合物。本課題前期研究表明，GMDTC具有良好的驅鎘效果，能有效穿過細胞膜進入胞內。GMDTC對急性鎘中毒具有較好的驅鎘作用，可以大量降低腎鎘，對鎘的腎毒性有良好的保護作用，且GMDTC毒性低，經口LD50大于5000mg/Kg。
　　鎘主要通過慢性暴露在體內蓄積，使其引起慢性中毒的危害遠大于急性中

4、毒。前期研究表明，GMDTC對急性鎘中毒具有較好的驅鎘作用，且毒性低。但以往研究因給藥劑量單一、動物樣本量少、且性別單一等缺陷，不足以全面評價GMDTC的驅鎘效果及其毒副作用。因此，本研究以GMDTC對慢性鎘中毒的治療為出發(fā)點，采用多個劑量、多種動物、兩種性別以及多個時間點等因素全面地探討GMDTC對慢性鎘中毒的驅鎘效果及其毒副作用。以慢性鎘中毒小鼠和大鼠為對象，從兩種動物身上探究GMDTC對慢性鎘中毒的驅鎘效果、其常規(guī)毒性、急性毒性，

5、全面評價GMDTC治療慢性鎘中毒的療效及毒副作用，并為GMDTC驅鎘的下一步研究提供理論基礎。
　　方法：
　　1.實驗方法
　　1.1.GMDTC治療慢性鎘中毒小鼠試驗
　　SPF級成年NIH小鼠120，雌雄各半，隨機分為空白對照組和模型組。模型組小鼠采用多次腹腔注射0.6μmol/mL CdCl2+12μmol/mL ME混合液造模，1次/d，連續(xù)染毒5d，末次染毒結束后觀察35d。隨后將鎘中毒模型組小鼠隨機

6、分為模型對照組、GMDTC低劑量組、GMDTC中劑量組、GMDTC高劑量組和EDTA治療組，每組20只（雌雄各10只）。空白對照組及模型對照組均腹腔注射給予生理鹽水；GMDTC治療組分別給予108.3、216.5、433mg/Kg的GMDTC藥物治療；陽性藥治療組給予93.5mg/Kg的EDTA藥物，1次/d，5d/周；雄性小鼠連續(xù)給藥5周，雌性小鼠連續(xù)給藥6周。
　　1.2.GMDTC治療慢性鎘中毒大鼠試驗
　　SPF級成

7、年SD大鼠60，雌雄各半，隨機分為空白對照組和模型組。模型組動物采用多次腹腔注射0.3μmol/mL CdCl2+6μmol/mL ME混合液造模，1次/d，連續(xù)染毒5d，末次染毒結束后觀察35d。隨后將鎘中毒模型大鼠隨機分為模型對照組、GMDTC低劑量組、GMDTC中劑量組、GMDTC高劑量組和EDTA治療組,每組10只（雌雄各5只）。空白對照組及模型對照組均腹腔注射給予生理鹽水，GMDTC治療組分別給予108.3、216.5、433

8、mg/Kg的GMDTC藥物治療；陽性藥治療組給予93.5mg/Kg的EDTA藥物，1次/d，5d/周；連續(xù)給藥8周。
　　1.3.急性毒性試驗
　　急性經腹腔注射毒性試驗采用上下法一次性腹腔注射給予0.51g/mL的GMDTC藥液；急性經口毒性試驗采用最大限量法一次性灌胃給予1.01g/mL的GMDTC藥液。染毒后每天觀察動物的中毒表現、死亡情況，連續(xù)觀察14d，并分別在d0、d3、d7、d14稱量體重。
　　2.統(tǒng)計

9、分析
　　實驗數據以均數±標準差（ x-±s）表示，采用SPSS17.0軟件進行方差齊性和單因素的方差分析(One Way ANOVA)。實驗組與對照組的比較用Dunnett法，進一步作組間兩兩比較采用Bonferroni法，以P<0.05為檢驗水準。
　　結果：
　　1.GMDTC對慢性鎘中毒小、大鼠的驅鎘效果
　　1.1.GMDTC對慢性鎘中毒小鼠驅鎘效果
　　GMDTC治療慢性鎘中毒小鼠后，GMDTC

10、治療組雄性小鼠腎臟Cd含量顯著低于模型對照組和EDTA組（P＜0.05），其驅鎘率分別為23.8％、31.8%、47.9%；GMDTC中、高劑量組雌性小鼠腎臟Cd含量低于模型對照組和EDTA組（P＜0.05），其驅鎘率分別為11.2%、21.4%、41.7%。GMDTC治療組小鼠24h尿Cd總含量高于模型對照組（P＜0.05）；治療結束后24h尿Cd總含量明顯高于造模結束后含量（P＜0.05）。模型對照組及GMDTC治療組雄性小鼠血Cd

11、顯著升高，且EDTA組明顯高于模型對照組（P＜0.05）。肝、腦及睪丸Cd含量無明顯改變。提示，GMDTC治療慢性鎘中毒時，能促使腎臟內的鎘經尿液排出體外，同時不引起Cd向其他臟器轉移。
　　1.2.GMDTC對慢性鎘中毒大鼠的驅鎘效果
　　GMDTC治療慢性鎘中毒大鼠后，GMDTC治療組腎臟Cd含量明顯降低，且GMDTC高劑量組顯著低于模型對照組（P＜0.05）；雄性大鼠腎臟的驅鎘率分別為19.4、10.7和33.6；雌性

12、大鼠腎臟驅鎘率分別為18.2、12.5和32.9。GMDTC治療組小鼠24h尿Cd總含量高于模型對照組（P＜0.05）；治療結束后24h尿Cd總含量明顯高于治療前（P＜0.05）。模型對照組及GMDTC治療組雄性大鼠血Cd顯著降低，雌性大鼠血Cd無差異。說明GMDTC治療慢性鎘中毒大鼠時，在不同劑量與性別之間均存在差異。
　　1.3.肝Cd、腎Cd、血Cd和尿Cd之間的相關性
　　GMDTC治療后，雄性小鼠腎Cd與肝Cd隨G

13、MDTC劑量的增加而降低，在GMDTC三個組間均呈正相關關系，相關系數分別為0.861、0.777和0.661。雌性小鼠的腎Cd與肝Cd不存在相關性。GMDTC治療慢性鎘中毒大鼠后，雄性大鼠肝Cd和腎Cd含量在三個劑量之間呈高、低、高趨勢，但相關性不明顯；雌性大鼠肝Cd和腎Cd含量在GMDTC中、高劑量之間均呈正相關關系（P＜0.05）。24h尿Cd隨GMDTC劑量的增加而升高，血Cd隨GMDTC劑量的增變化不明顯，與腎Cd均不存在相關

14、性（P＞0.05），而驅鎘率則與腎鎘含量均呈完全負相關關系（P＜0.05）。
　　2.GMDTC對小鼠和大鼠毒副作用
　　2.1.GMDTC對小鼠和大鼠生長發(fā)育的影響
　　GMDTC對小鼠體重增長無影響，而93.5mg/kg的EDTA輕微導致雌性小鼠體重增長降低（P＜0.05）；GMDTC對雌性大鼠體重增長無影響，而長期給予高劑量的GMDTC和EDTA可抑制雄性大鼠體重增長（P＜0.05）。GMDTC對小鼠臟器重量影響

15、很小，但中劑量的GMDTC對雌性小鼠臟器指數有影響。GMDTC治療慢性鎘中毒雄性小鼠后，中、高劑量組均出現10%小鼠肝臟病變和10%小鼠腎臟病變。鎘中毒模型雌性小鼠50%出現肝臟病理改變，60%出現腎臟病理改變，而GMDTC治療后肝臟和腎臟的病理改變均有所減輕。說明，Cd對雌雄小鼠腎臟的病理損傷不相同，相同劑量時雌性小鼠中毒程度較雄性嚴重，而GMDTC治療能減輕鎘中毒引起的改變。
　　2.2.GMDTC對小鼠體內金屬元素的影響

16、r>　　GMDTC治療慢性鎘中毒雄性小鼠后，GMDTC高劑量組腎臟Ca、Cu、Zn含量高于空白和模型對照組（P＜0.05）。GMDTC治療慢性鎘中毒雌性小鼠后，模型組和治療組腎臟Ca含量略低于空白對照組（P＜0.05）；模型對照組血液Cu高于空白對照組（P＜0.05），GMDTC高劑量組血液Cu低于模型對照組（P＜0.05）；模型對照組和GMDTC治療組腦中Ca含量低于空白對照組；GMDTC高劑量組和EDTA組腦中Cu、Mg含量較空白對

17、照和模型對照組降低；GMDTC高劑量組和EDTA組腦中Zn含量低于空白對照（P＜0.05）；模型對照組和治療組肝臟中Ca含量均低于空白對照組（P＜0.05）；模型組肝臟中Cu含量低于空白對照組，而GMDTC高劑量組和EDTA組肝臟中Cu含量則高于模型對照（P＜0.05）。說明，鎘會引起小鼠腦組織和肝臟中Ca含量降低，而高劑量的GMDTC和EDTA對小鼠體內的Zn、Cu有輕微影響。
　　3.GMDTC對小鼠和大鼠的急性毒性
　

18、　急性毒性試驗采用上下法和最大限量法，經口灌胃和經腹腔注射均無大鼠死亡。依據化學藥物急性毒性評價標準判斷，認為GMDTC對小鼠和大鼠經口急性LD50均﹥10g/Kg；經腹腔注射急性LD50均﹥5g/Kg，其急性毒性分級屬低毒或無毒。
　　結論：
　　1.GMDTC對慢性鎘中毒大鼠和小鼠的驅鎘效果良好，促使腎鎘經代謝從尿液循環(huán)排出體外，同時不引起體內鎘向其他臟器轉移。
　　2.GMDTC對動物生長發(fā)育和金屬元素影響不明顯