吡咯喹啉醌對γ輻照細胞及動物模型輻射防護作用機制的初步研究.pdf

1、現(xiàn)實環(huán)境中人們受到放射線輻射的機會非常多，從食品輻照、醫(yī)用射線到空間電離輻射，輻射無處不在。大劑量輻射可引起機體多種組織和器官的損傷，甚至誘發(fā)細胞突變、癌變、致死等嚴重后果。輻射產(chǎn)生大量自由基，導(dǎo)致機體氧化應(yīng)激是輻射損害的主要作用機理之一。吡咯喹啉醌(pyrroloquinoline quinone，PQQ)是一種氧化還原酶的輔基，作為電子的供體和受體參與氧化還原過程。大量研究表明PQQ有很強的清除自由基能力。Hari等構(gòu)建的PQQ基因

2、工程菌有較強的清除自由基能力，上調(diào)過氧化氫酶和超氧化物歧化酶活力，顯示出極強的耐輻射能力。本實驗室初步研究顯示PQQ對高能電子射線照射引起的大鼠皮膚損傷有一定的防護作用。本研究擬從抗氧化損傷角度出發(fā)，研究PQQ對60Coγ射線照射細胞的輻射效應(yīng)的影響；同時建立60Coγ射線照射小鼠損傷模型，進一步探討PQQ對輻射損傷動物的防護作用。 一、PQQ(吡咯喹啉醌)對60Coγ射線照射胃癌細胞株AGS細胞抗氧化能力的影響 目的：

3、通過檢測PQQ對60Coγ射線照射AGS細胞的生長增殖，細胞抗氧化水平及自由基含量變化，研究PQQ對輻射細胞的防護作用機制。 方法：將AGS細胞培養(yǎng)在含10％胎牛血清的RPMI1640培養(yǎng)液中，置于37℃、5％CO2培養(yǎng)箱，保持飽和濕度，環(huán)境溫度為25℃。取對數(shù)生長期的細胞，經(jīng)臺盼藍染色，活細胞超過80％者用于實驗。實驗分四組：正常未照射組、單純照射組、PQQ處理未照射組、PQQ處理照射組。于照射前4h加入PQQ，PQQ在培養(yǎng)液

4、中的終濃度為10μmol/L。室溫條件下，照射組細胞用60Coγ射線照射，照射劑量8Gy，劑量率1Gy/min，單次照射。各組于輻照后6h、24h、48h、72h進行MTT測定，繪制照射后各組細胞的生長曲線；分別于輻照后6h、12h、24h，收集、裂解細胞，制備細胞勻漿，檢測細胞T-AOC、SOD及MDA含量。 結(jié)果：①正常未照射組AGS細胞生長曲線呈倒“Z”狀，在24h-48h細胞呈指數(shù)增長；其余各組均出現(xiàn)細胞增殖抑制，其抑制

5、程度依次是：單純照射組

6、抗氧化水平降低，自由基含量升高，導(dǎo)致細胞的氧化應(yīng)激。PQQ一方面能直接清除自由基，調(diào)節(jié)其它抗氧化酶系的活性，保護細胞免受自由基攻擊；另一方面通過抑制受照后AGS細胞增殖，有利于遺傳物質(zhì)的損傷修復(fù)。同時PQQ也能抑制正常生長的AGS細胞的增殖。 二、PQQ(吡咯喹啉醌)對γ射線照射小鼠輻射防護作用的初步研究 目的：建立60COγ射線損傷小鼠模型，經(jīng)口灌服PQQ，檢測小鼠血清抗氧化水平及肝組織損傷程度，初步研究PQQ對γ輻射

7、小鼠的防護作用 方法：8周齡的昆明小鼠，雌雄各半。適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后。小鼠隨機分未照射組和照射組，其中照射組分低劑量照射組(5Gy)和高劑量照射組(10Gy)。各照射劑量組再分成三組：照射前給藥組、照射后給藥組、照射未給藥組，每組10只。給藥組小鼠經(jīng)口灌服PQQ，口服劑量按體重計2mg/kg/d。照射前給藥組小鼠于照射前連續(xù)給藥7天。至第8天，按分組要求進行60Coγ射線單次照射。照射后給藥組小鼠于照射后連續(xù)給藥7天。于照射后第8

8、天，頸椎脫臼處死小鼠，收集血液及肝，制備血清及肝勻漿，-20℃保存，進行各項指標(biāo)測定。同時，制作肝切片，HE染色觀察其結(jié)構(gòu)。 結(jié)果：所有10Gy劑量照射組小鼠，于照射后8天全部死亡，照射前口服PQQ組平均存活7天，照射后口服PQQ組平均存活6.2天，單純照射組平均存活5.3天。5Gy劑量照射未給藥組小鼠，血清及肝臟中SOD、T-AOC顯著下降，MDA顯著升高；肝板排列紊亂，有明顯的肝細胞水腫現(xiàn)象。而照射組給藥組小鼠，血清SOD、

9、T-AOC含量顯著升高，基本達到正常未照組水平，自由基含量雖高于正常未照組，但顯著低于單純照射組；肝臟中SOD含量升高顯著。從小鼠肝組織HE染色切片看：所有照射組小鼠肝組織都有肝板排列紊亂，竇周隙縮小或消失，局部出現(xiàn)肝細胞水腫，變性、壞死現(xiàn)象，照射前及照射后給藥組肝損傷程度比照射未給藥組稍嚴重。 結(jié)論：γ輻射引發(fā)小鼠全身性的氧化應(yīng)激，肝臟是重要的輻射敏感器官。本研究顯示：PQQ對γ輻射小鼠引起的全身氧化應(yīng)激有一定的防護作用，PQ

10、Q也能在一定程度上延長高劑量輻射小鼠的存活時間。其作用機制：PQQ能直接清除自由基，同時能調(diào)動照射小鼠的全身自由基清除系統(tǒng)，尤其是SOD的活性，降低自由基含量。PQQ對肝損傷的沒有明顯表現(xiàn)出來，主要原因可能是由于輻射引起的肝損傷嚴重，肝代償功能下降，PQQ的應(yīng)用反而加重了肝負擔(dān)。因此，進一步研究PQQ的處理濃度、處理方式，作用時間將有利于揭開PQQ對急性肝損傷的防護機制。 綜上所述，PQQ能通過直接清除自由基及調(diào)動其它的抗氧化機