張慧珠 劉淑梅 白 靜 張博男 勾向博
順鉑(cisplatin,CP)是一種廣譜抗腫瘤藥物,對(duì)多種實(shí)體瘤具有良好的治療作用。但其嚴(yán)重的不良反應(yīng),包括腎損害、胃腸道損害、骨髓抑制、耳毒性和肝毒性等,大大限制了其在臨床的應(yīng)用。廣泛深入地研究CP的組織損傷機(jī)制,對(duì)于預(yù)防和減輕其不良反應(yīng)具有重要意義。以往研究認(rèn)為CP的毒性與氧化應(yīng)激、炎癥、基因損傷及細(xì)胞周期抑制等有關(guān)[1-2],故推論抗氧化劑對(duì)其毒性應(yīng)具有一定抑制作用。本研究選取具有較強(qiáng)抗氧化作用的葉黃素(lu?tein,LU)作為干預(yù)藥物,觀察其對(duì)CP損傷大鼠肝組織及肝超微結(jié)構(gòu)的影響,為臨床防治CP肝毒性提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
1.1 材料
1.1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組 SPF級(jí)雌性SD大鼠24只,平均體質(zhì)量(160.6±15.5)g,購(gòu)于中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究所,許可證編號(hào):SCXK(京)2009-0004,合格證號(hào)0168693。適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后隨機(jī)分為生理鹽水組(NS組)、CP組和葉黃素預(yù)防組(LU+CP組),每組8只。
1.1.2 儀器及試劑 注射用順鉑(批號(hào)09010201),山東羅欣藥業(yè)股份有限公司產(chǎn)品,臨用前用生理鹽水配制成1 g/L;葉黃素(批號(hào)20100325,葉黃素含量88.6%),北京禹光生物科技公司產(chǎn)品,臨用前用玉米油溶解,質(zhì)量濃度為20 g/L。CHD型光學(xué)顯微鏡(日本,Olympus);圖像采集及圖像分析系統(tǒng)(美國(guó),Bio-Rad)。H7650型透射電鏡(日本,Hitachi)。
1.2 方法 動(dòng)物喂養(yǎng)及處理 各組大鼠均采用基礎(chǔ)飼料,同條件喂養(yǎng)。NS組每天灌服玉米油2 mL/kg,7 d后腹腔注射生理鹽水5 mL/kg;CP組每天灌服與NS組等量的玉米油,7 d后一次性腹腔注射1 g/L的CP 5 mL/kg;LU+CP組每天灌胃20 g/L的LU油溶液2 mL/kg,7 d后一次性腹腔注射與CP組等量的CP。各組注射生理鹽水或CP后繼續(xù)灌服玉米油或葉黃素4 d,第5天各組大鼠斷頭處死并剖取肝臟。
1.3 觀察指標(biāo) 肝臟病理結(jié)構(gòu)觀察 取2 mm×2 mm×2 mm肝左葉尖部于10%福爾馬林中固定,石蠟包埋,切片,HE染色,光鏡下觀察腎臟病理結(jié)構(gòu)的改變。
1.4 肝臟超微結(jié)構(gòu)觀察 取1 mm×1 mm×1 mm肝左葉尖部于2.5%戊二醛固定,經(jīng)0.1%磷酸緩沖液漂洗3次,以1%鋨酸固定,經(jīng)過(guò)50%、70%、90%、100%丙酮逐級(jí)脫水,環(huán)氧樹(shù)脂618與環(huán)氧丙烷(1∶1)浸透1 h,純包埋液浸透2 h,純包埋液固化(37℃24 h,60℃48 h),超薄切片。經(jīng)過(guò)醋酸雙氧鈾和枸櫞酸鉛雙重染色,用透射電鏡觀察大鼠肝臟超微結(jié)構(gòu)變化并攝片。
2.1 3組大鼠肝臟病理圖比較 NS組大鼠肝組織結(jié)構(gòu)未見(jiàn)異常,正常肝細(xì)胞為較大的多邊形細(xì)胞,胞核為圓形。細(xì)胞質(zhì)嗜酸性較強(qiáng),肝血竇圍繞肝小葉中心與整齊排列的肝索間隔排列,見(jiàn)圖1a。CP組大鼠肝細(xì)胞排列紊亂,肝細(xì)胞壞死,細(xì)胞質(zhì)多呈現(xiàn)空泡,細(xì)胞萎縮,肝門(mén)管區(qū)有較多淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)及少量纖維組織增生,見(jiàn)圖1b。LU+CP組大鼠肝損傷明顯減輕,細(xì)胞排列整齊,只有少數(shù)細(xì)胞有空泡,肝門(mén)管上皮細(xì)胞纖維化作用明顯減輕,見(jiàn)圖1c。
Figure 1 Light microscopic images of HE-stained rat liver tissues(×200)圖1 大鼠肝組織HE染色切片光鏡照片(×200)
2.2 3組大鼠肝臟超微結(jié)構(gòu)圖比較 NS組大鼠肝細(xì)胞呈多邊形,膜相結(jié)構(gòu)界限清楚,厚薄均勻?;|(zhì)豐富,呈中等電子密度。細(xì)胞質(zhì)中布滿(mǎn)細(xì)胞器,線(xiàn)粒體圓形或橢圓形,嵴正常而清晰,粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)發(fā)達(dá)并呈層狀分布,可見(jiàn)糖原。細(xì)胞核圓形,常染色質(zhì)多,核仁清楚。血竇面肝細(xì)胞微絨密集,貯脂細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)可見(jiàn)大小不等的脂滴,見(jiàn)圖2a、b。CP組肝細(xì)胞基質(zhì)疏松,出現(xiàn)空泡,細(xì)胞器明顯減少,粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)排列紊亂,呈現(xiàn)片層結(jié)構(gòu),線(xiàn)粒體萎縮或腫脹,嵴斷裂或消失。細(xì)胞核固縮,異染色質(zhì)明顯增加、濃縮邊集,有些可見(jiàn)凋亡小體;膽小管擴(kuò)張,見(jiàn)圖2c、d、e、f。LU+CP組肝損傷明顯輕于CP組,肝細(xì)胞胞漿內(nèi)有少量空泡化改變,程度較輕。伴有輕度的線(xiàn)粒體腫脹,嵴結(jié)構(gòu)模糊。粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張,肝細(xì)胞核內(nèi)雖然也可見(jiàn)異染色體增加和邊集,但與CP組大鼠肝細(xì)胞比較,其超微結(jié)構(gòu)的病理性改變明顯減輕,見(jiàn)圖2g、h。
Figure 2 The ultrastructure of rat liver tissues by electron microscopy圖2 大鼠肝組織超微電鏡圖
CP在肝臟的蓄積量?jī)H次于腎臟,故高劑量CP常會(huì)導(dǎo)致肝損害[3]。本研究采用一次性腹腔注射CP 5 mg/kg的方法,造成大鼠急性肝損傷的模型。肝組織切片檢查發(fā)現(xiàn)大鼠肝組織出現(xiàn)空泡、壞死、炎性浸潤(rùn)、門(mén)靜脈周?chē)w維化及肝索結(jié)構(gòu)明顯被破壞等病理變化。透射電鏡顯示細(xì)胞核固縮,粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張,呈片層狀,線(xiàn)粒體出現(xiàn)腫脹或萎縮,嵴結(jié)構(gòu)被破壞,甚至出現(xiàn)空泡改變,進(jìn)一步證明了CP對(duì)肝組織的損傷。研究認(rèn)為,CP對(duì)細(xì)胞的殺傷作用主要是通過(guò)形成DNA加成物,導(dǎo)致細(xì)胞停留于細(xì)胞周期的G2期而觸發(fā)細(xì)胞凋亡[4]。此外,在酒精性肝纖維化大鼠中,誘導(dǎo)細(xì)胞色素P450 2E1可通過(guò)氧化應(yīng)激作用使纖維化作用加強(qiáng)[5]。這是因?yàn)榧?xì)胞色素P450 2E1主要在肝臟表達(dá),與其他類(lèi)型的細(xì)胞色素P450不同,其與NADPH-細(xì)胞色素P450還原酶結(jié)合不緊密,CYP 2E1顯示出很強(qiáng)的NADPH氧化酶活性,可產(chǎn)生大量的超氧化物陰離子自由基(O2-)和過(guò)氧化物,在鐵催化劑存在的情況下可產(chǎn)生更強(qiáng)的氧化劑如羥自由基(OH-)。故誘導(dǎo)CYP 2E1,可增強(qiáng)鐵和多不飽和脂肪酸引起的肝臟毒性。CP肝毒性可因細(xì)胞色素P450 2E1的過(guò)度表達(dá)而增強(qiáng)[6],故其誘導(dǎo)的氧自由基產(chǎn)生增加及氧化應(yīng)激作用參與了肝損傷。因此,具有抗氧化作用的物質(zhì)對(duì)CP導(dǎo)致的肝損傷均可表現(xiàn)一定的保護(hù)作用,如硒和高劑量維生素E口服可保護(hù)肝臟免受CP所導(dǎo)致的氧化損傷[7];血紅素氧化酶及過(guò)氧化氫酶在CP對(duì)荷瘤小鼠的肝損傷過(guò)程中均起一定保護(hù)作用[8];降低還原型谷胱甘肽(GSH)水平可使CP對(duì)原代培養(yǎng)的大鼠肝細(xì)胞毒性增加,而GSH的前體L-半胱氨酸則可起保護(hù)作用[9]。其他具有抗氧化作用的中藥單體如水飛薊素[10]、硒和?;撬岬萚11]對(duì)CP導(dǎo)致的肝損傷均具有保護(hù)作用。
葉黃素是廣泛存在于植物中的一種類(lèi)胡蘿卜素,由2個(gè)六元碳環(huán)經(jīng)1個(gè)含十八碳原子的共軛雙鍵長(zhǎng)鏈聯(lián)接形成,屬于脂溶性植物色素。由于其結(jié)構(gòu)中共軛雙鍵的存在,使其能夠淬滅單線(xiàn)態(tài)氧,從而抑制具有破壞性的自由基的形成。除了可用于預(yù)防老年性黃斑區(qū)病變,對(duì)多種氧化應(yīng)激性疾病如衰老[12]、癌癥[13]及糖尿病性組織病變[14]等均可有防治作用。
本研究將大鼠用LU預(yù)處理后再給予大劑量CP,光鏡下可見(jiàn)大鼠肝細(xì)胞排列整齊,肝索結(jié)構(gòu)正常,細(xì)胞空泡明顯減少,肝門(mén)管區(qū)纖維化作用減輕。電鏡下可見(jiàn)細(xì)胞核異染色質(zhì)減少,線(xiàn)粒體損傷減輕。從形態(tài)結(jié)構(gòu)顯示了葉黃素對(duì)CP所導(dǎo)致的肝損傷具有保護(hù)作用。證明了LU預(yù)處理可減輕CP導(dǎo)致的肝毒性作用。
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