氧化应激介导的喹烯酮遗传毒性及普洱茶水提取液保护作用研究.pdf

华中科技大学
博士学位论文
氧化应激介导的喹烯酮遗传毒性及普洱茶水提取液保护作用研
究
姓名:王迪
申请学位级别:博士
专业:营养与食品卫生学
指导教师:刘烈刚;杨明亮
2011-05
华中科技大学博士学位论文

氧化应激介导的喹烯酮遗传毒性及普洱茶水提取液
保护作用研究
博士研究生:王迪
导师:刘烈刚教授
杨明亮教授
摘要
兽药残留不仅可能影响到畜禽等动物的生长发育和正常生理机能的维持,而且可
能通过食物链的生物富集作用影响人类的健康。相关研究证实人类肿瘤发病率的升高
与许多环境污染有关,来自动物食品的某些残留兽药的致突变和致癌作用可能是重要
的原因之一。喹恶啉类药物(Quinoxalines)是人工合成的一类具有喹恶啉-l, 4-二氧化物
(quinoxaline-1, 4-dioxides, QdNOs)基本结构的化合物,可抑制多种细菌的生长和繁
殖,包括金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和沙门氏菌等。卡巴氧和喹乙醇作为两种传统的
QdNOs,体内和体外的大量研究发现这两种药物存在着潜在的致突变性和致癌性。正
因为如此,mission of the munity, CEC)于 1999
年将这两种化学物列为禁止使用的动物促生长剂。然而,作为一种新型的替代产品,
喹烯酮(Quinocetone, QCT)与其他 QdNOs 也存在着相同的主体结构,在大量关注其
药效的同时,喹烯酮药物使用的安全性也日益受到人们的关注。有限的资料显示,体
外研究报道,QCT 可能导致细菌和哺乳动物细胞株的致突变作用,并能引起 HepG2
细胞株的 DNA 损伤。但是目前关于 QCT 在体内引起致突变作用的研究很有限,且存
在较大争议,因此选用对致癌性化学物较敏感的实验动物种群,并结合短期和长期实
验,对于准确评价喹烯酮对哺乳动物的遗传毒性评价有重要的科学价值,并为制定相
应的使用规范和标准有参考价值。氧化应激是许多外源化合物导致机体毒性作用的主
要早期分子机制之一,有研究证明 QdNOs 的一些成员如卡巴氧和喹乙醇诱导的 DNA
损伤与在细胞内产生的 ROS 堆积直接相关。由于 QCT 与其他 QdNOs 一样具有相同
的主体结构,其代谢过程中是否也能引起机体氧化应激,进而导致氧化性 DNA 损伤,
目前还未见报道。
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许多研究已经证实,应激性反应蛋白的激活是机体应对外源化合物引起毒性作用
的早期保护性机制,其中热休克蛋白家族(heat shock protein, HSP)是当前研究的热
点。在众多候选基因之中,血红素氧化酶-1(heme oxygenase-1,HO-1)因具有较强
的抗炎、抗氧化和抗凋亡作用,因此与多种氧化应激相关性损伤密切相关。正是由于
HO-1对氧化损伤的多重防御效应和良好的应激性、可诱导性,近年来它已经成为预防
氧化损伤的重要靶基因,被广泛关注。大量研究发现,多种膳食抗氧化物能够诱导HO-1
的表达并发挥抗氧化功能。普洱茶是生长在我国云贵高原特有的茶种,相关研究发现
普洱茶提取液(BTE)具有较强的抗氧化作用,抗高脂血症和减肥功能,而发挥其功能
作用的主要机制是能有有效清除体内过多的活性氧自由基和活性氮物质。提示普洱茶
可能通过其强的抗氧化活性,降低外源性毒物引起机体的氧化性DNA损伤,进而发挥
其抗突变作用,但是这一推断目前尚未在体内实验中证明,此外关于普洱茶对HO-1
的调节作用目前还没有相关的研究。
因此,为进一步评价喹烯酮在体内的遗传毒性及其分子毒作用机制,本研究通过
急性和亚慢性暴露动物染毒,探讨氧化应激与遗传毒性之间的关系,并研究HO-1在外
源性化合物作用下在遗传毒性中的分子靶点作用。同时,通过普洱茶提取液补充实验,
探索研究BTE对QCT诱导的遗传毒性的保护作用及其相关分子机制。

第一部分急性暴露下喹烯酮对 Balb/c 小鼠遗传毒性研究
目的:探讨 QCT 对 Balb/c 小鼠的致突变作用,并初步探讨 QCT 致突变作用与氧化应
激的相互关系。
方法:雄性 Balb/c 小鼠(48 只)及雌性小鼠(48 只),同一性别小鼠随机分为以下
8 组:(1)阴性对照组(Control):%羧甲基纤维素钠水溶液灌胃;(2)喹烯酮
高剂量组(QCT-H):12000 mg/kg·bw;(3)喹烯酮中剂量组(QCT-M):mg/kg·bw;
(4)喹烯酮低剂量组(QCT-L):3000 mg/kg·bw;(5)阳性对照组(CY):环磷
酰胺 40 mg/kg·bw 腹腔注射。第二次灌胃 4 ~ 6 h 颈椎脱臼处死