趙紅梅 王慧陽
(晉中學(xué)院 山西榆次 030600)
“微核檢測(cè)技術(shù)”是利用遺傳學(xué)方法,研究各種環(huán)境因素對(duì)于動(dòng)、植物遺傳結(jié)構(gòu)損害的一種快速、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便的方法,也是遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的重要內(nèi)容之一。大蔥是日常生活中廚房的必備之物,不僅可作調(diào)味之品,且能防治疫病。目前大多數(shù)研究都表明大蔥提取液有抗氧化作用[1-2]及較好 的 抑菌效 果[3-4],并 可 誘 導(dǎo) 人 胃 癌 細(xì) 胞 凋 亡[5-6],但對(duì)于大蔥提取液不同濃度的影響及從微核、染色體指標(biāo)研究其作用的報(bào)道還較少。本文以蠶豆根尖為材料,用不同濃度的大蔥提取液培養(yǎng),從細(xì)胞微核、染色體指標(biāo)角度出發(fā),研究大蔥提取液的作用機(jī)制及對(duì)人類健康食用大蔥的劑量及效應(yīng)做出初步評(píng)價(jià)。
1.1 實(shí)驗(yàn)材料 大蔥,蠶豆(市場(chǎng)購買)。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1 蠶豆根尖細(xì)胞的培養(yǎng) 挑選飽滿、大小均勻的蠶豆種子用自來水浸泡1 d,將其放入紙杯中,加入少量自來水,以不淹沒蠶豆種子為標(biāo)準(zhǔn),在紙杯上、下各鋪一層浸濕的原漿紙,室內(nèi)培養(yǎng),12 h換水一次,直至蠶豆根尖長至1~2 cm。
1.2.2 大蔥提取液的制備及處理 將大蔥洗凈,切段,放于多功能食品料理機(jī)中攪碎,用紗布過濾攪碎的大蔥,得到大蔥提取液原液。分別取原液20 mL、50 mL配制成濃度為20%、50%的大蔥提取液備用。待蠶豆根長至1~2 cm時(shí),將10根蠶豆分為一組,放入培養(yǎng)皿中。然后加入濃度分別為20%、50%的大蔥提取液,以蒸餾水培養(yǎng)的蠶豆為對(duì)照。首先浸泡蠶豆根尖4 h,然后留取大蔥提取液能浸泡住根尖即可,上、下各鋪一層潤濕過的紗布,培養(yǎng)20 h。然后蒸餾水洗滌3次,放入培養(yǎng)皿中進(jìn)行恢復(fù)培養(yǎng)24 h?;謴?fù)培養(yǎng)后用刀片切取蠶豆根尖約5 mm左右,放入小玻璃瓶中,蓋上瓶蓋,貼上標(biāo)簽紙,固定24 h。固定后的材料可置于70%~75%的酒精中于4℃下保存。
1.2.3 蠶豆根尖細(xì)胞的制片及觀察 將固定后的材料放于白瓷板孔中漂洗2~3次,然后在6 mol/L的鹽酸中常溫下解離10 min直至蠶豆根尖發(fā)軟為止。經(jīng)解離后,用蒸餾水洗滌至少3次。用吸水紙將洗凈的材料吸干,取根尖1~2 mm于白瓷板孔中,滴加已經(jīng)配置好的染色液,染色0.5~1 h。將染色后的根尖用牙簽挑放于載玻片上,加1滴45%的醋酸,蓋上蓋玻片,進(jìn)行鏡檢。
1.3 測(cè)定指標(biāo)
微核率(MCN)‰=實(shí)驗(yàn)每個(gè)測(cè)試樣品觀察到的微核數(shù)/實(shí)驗(yàn)每個(gè)測(cè)試樣品觀察到的細(xì)胞數(shù)×1 000‰
微核指數(shù)(MI)=實(shí)驗(yàn)樣本的微核率/陰性對(duì)照的微核率
有絲分裂指數(shù)%=樣本中處于有絲分裂分裂期的細(xì)胞數(shù)/樣本所測(cè)細(xì)胞總數(shù)×100%
染色體畸變率%=樣本中染色體畸變數(shù)/樣本所測(cè)細(xì)胞總數(shù)×100%
1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 結(jié)果以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s),數(shù)據(jù)用SPS7.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
2.1 大蔥提取液誘導(dǎo)的細(xì)胞微核形態(tài) 由圖1可知,當(dāng)用不同濃度大蔥提取液處理蠶豆根尖細(xì)胞時(shí),細(xì)胞形態(tài)清晰可見,細(xì)胞中的微核數(shù)較多,可觀察到大、小微核及不同分裂相中的微核現(xiàn)象;染色體畸變現(xiàn)象明顯,可觀察到后期橋及斷片等現(xiàn)象。20%的大蔥提取液比50%誘導(dǎo)的細(xì)胞微核及染色體畸變現(xiàn)象較多且易觀察。可見,一定濃度的大蔥提取液對(duì)分裂旺盛的細(xì)胞存在明顯致突作用。
2.2 大蔥提取液對(duì)蠶豆根尖細(xì)胞微核率、微核指數(shù)、有絲分裂指數(shù)、染色體畸變率的影響 由表1可知,與對(duì)照相比,不同濃度大蔥提取液誘導(dǎo)的細(xì)胞微核率顯著高于對(duì)照,其中20%的細(xì)胞微核率顯著高于50%;微核指數(shù)、染色體畸變率以20%下顯著最高; 不同濃度大蔥提取液下的有絲分裂指數(shù)均比對(duì)照低??梢?,20%大蔥提取液是誘發(fā)分裂旺盛細(xì)胞微核及染色體畸變率較高的最佳濃度。
圖1 大蔥提取液對(duì)蠶豆根尖細(xì)胞微核的影響(16×40)
表1 大蔥提取液對(duì)蠶豆根尖細(xì)胞的影響
大蔥是多年生草本百合科植物,含有揮發(fā)油成分,油中主要成分是蒜素,它是一種含硫化合物。除此之外還含有黃酮醇類、含氮化合物、維生素等多種成分。譚紅等[7]研究表明10%的大蔥提取液可誘導(dǎo)體外培養(yǎng)的胃癌細(xì)胞凋亡,且呈劑量和時(shí)間依賴性,其機(jī)制可能是含硫化合物可通過調(diào)節(jié)致癌因子代謝酶實(shí)現(xiàn)抑制癌細(xì)胞DNA模板的形成和復(fù)制[8]。 楊栗艷等[9]研究表明大蔥揮發(fā)性成分在一定濃度下可完全抑制病菌的孢子萌發(fā)。本研究從微核、染色體指標(biāo)方面證實(shí)不同濃度的大蔥提取液可誘導(dǎo)蠶豆根尖分生區(qū)細(xì)胞產(chǎn)生微核,染色體發(fā)生畸變??梢姶笫[提取液中的成分,可作用于正在分裂旺盛的細(xì)胞,可能通過干擾DNA復(fù)制或染色體分裂行為,從而破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu),最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。關(guān)于大蔥中哪種成分作用及是否可誘導(dǎo)不分裂細(xì)胞發(fā)生凋亡,仍需進(jìn)一步研究,這也對(duì)未來可能采用大蔥中的成分取代化學(xué)藥品治療癌癥提供了新思路。
在現(xiàn)實(shí)中,人們?nèi)粘I钪惺秤蒙[并未見明顯影響細(xì)胞核完整性、染色體結(jié)構(gòu)或基因組穩(wěn)定性的報(bào)告,說明人體系統(tǒng)和體外研究存在很大差異。除去生蔥食用量、致突變物質(zhì)作用劑量和時(shí)間等因素外,消化道黏膜、黏液及上皮的保護(hù)作用,以及體內(nèi)其他環(huán)境條件顯然有抵御此類物質(zhì)的有害作用。另一方面,如果體內(nèi)的這些保護(hù)屏障出現(xiàn)問題(病變),即使是蔥類常用食物,也可能有危害作用,這也是本研究的重要啟示之一。
本研究中隨著大蔥提取液濃度的增加,微核率及有絲分裂指數(shù)反而下降,表明高濃度的大蔥提取液可能對(duì)于敏感的根尖細(xì)胞損傷增大,細(xì)胞結(jié)構(gòu)開始被破壞,從而導(dǎo)致細(xì)胞分裂減少,降低了微核率。
此外,在遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中蠶豆根尖微核技術(shù)通常采用陽性對(duì)照為環(huán)磷酰胺染毒,但該試劑的使用有一定的安全隱患且使用不便,本研究中大蔥提取液可替代環(huán)磷酰胺作為陽性對(duì)照,且易獲取,成本較低,并能得到較好的實(shí)驗(yàn)效果,是一種安全高效的材料,可推廣使用。
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