羟丙基淀粉有副作用吗?
作为替代葡萄糖的甜味剂,近年来受到广泛的关注和大量的研究报道,其甜度为蔗糖的70%左右[1];热量值为零,对体重、血糖水平和血脂代谢均无影响[2-3];还具有抗龋齿等优点而被列为糖尿病病人安全有效甜味剂之一。 然而最近有不少关于其导致腹泻不良反应的报道,引起人们对其安全性问题的关注。因此本实验通过建立大鼠急性毒性试验模型和大鼠遗传毒性试验,进一步探讨羟丙基淀粉的毒性作用机制及安全性问题。
1材料与方法
1.1药物与试剂 羟丙基淀粉(HPST),美国Nu-Carb公司生产,批号98754;四氮唑蓝染色液,Sigma公司产品;蛋白酶K,北京索莱宝科技有限公司产品;琼脂糖,德国Merck公司产品;dNTPs、DNAMarker、Eppendorf管,北京赛百盛生物技术有限公司产品;SYBRGreenI染料,美国Invitrogen公司产品;其他常规化学试剂均为市售国产分析纯。
1.2动物SPF级SD大鼠,雌雄各半,体重大约为160g,由上海斯莱克实验动物有限公司提供,合格证号SCXK(沪)2007-0005。
1.3方法 LD50的测定采用经口灌胃给予受试物,剂量范围为5000~50 mg/kg,每天一次,共7d,末次给药后所有实验动物禁食不禁水24h,除小鼠外全部处死并取全血分离血清备用,余器官组织用生理盐水冲洗,收集洗脱液于EP试管中,测OD值确定致死剂量的浓度。
小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验按Bachan等[4]的方法略作修改进行。 细胞培养与给药:实验用HepG2细胞系购自中科院上海生命科学研究院生物化学与分子生物学研究所。细胞以含10%胎牛血清、青霉素、链霉素各100U/ml的DMEM培养基于37℃饱和湿度空气中培养,每日观察细胞的形态学变化。当细胞融合率达80%以上时,更换新的培养液,并在其中分别加入不同浓度的样品溶液,继续培养24h后,吸取上清液用于后续检测。
DNA损伤的检测:提取细胞总DNA,利用凝胶电泳法[5]检测DNA片段化程度。利用RT-PCR结合实时定量PCR方法[6]分别检测细胞内γ-半乳糖苷酶(γ-GT)活性以及PCNA的表达水平,作为评价细胞增殖活性和损伤程度的指标。
蛋白印迹(Western Blot)检测PCNA的蛋白表达情况。
2结果
2.1羟丙基淀粉的大鼠口服急性毒性实验 以不同浓度的羟丙基淀粉溶液经口灌胃给大鼠连续7 d,期间观察动物的进食、饮水、活动等情况和粪便的颜色,记录毒动反应的严重程度及出现时间,并且每隔1 d测一遍血生化指标。
结果显示,在给药期间和给药以后各个时间点观察到大鼠的活动状态、进食状态及排泄物颜色均无异常,血液生化指标也无显著性改变,提示该剂量的羟丙基淀粉对人正常生理功能的抑制轻微且短暂,体内无蓄积,表明该制剂在临床上使用是安全的。 大鼠经口给予不同剂量的羟丙基淀粉溶液后的存活情况见图1。由图 1可见,随看时间的延长,各组动物死亡数逐渐增加,与对照组相比,差异均有统计学意义 (P 0.05)。
2.3羟丙基淀粉对肝癌细胞株HepG2的影响 分别取对数生长期的肝细胞癌HepG2细胞和正常人肝细胞L02细胞接种于96孔板,实验分为6组,每组设3个复孔。每孔加人10 μl含不同浓度羟丙基淀粉的DMEM培养液,另设不加药物的空白对照。每组同时置入标准品及质控样菌株,在相同条件下培养24 h。
利用荧光素标记的单克隆抗体对细胞内的PCNA进行免疫染色,然后利用高灵敏的图像分析技术统计每个样片内阳性细胞的百分率。 结果如图2a~e所示,与空白对照组相比,当PCNA的蛋白表达量达到一定浓度时,羟丙基淀粉能明显降低HepG2细胞内PCNA的蛋白表达量,且具有剂量依赖性。同样剂量的 PCNA拮抗剂Gefitinib对HepG2 细胞内的PCNA则有较强抑制作用。
DNA断裂的检测结果显示,与L02细胞相比,HepG2 cells 在加人羟丙基淀粉后出现明显的 DNA断裂(图2f),当PCNA表达被阻断后,这种断裂趋势得到缓解。上述结果提示,羟丙基淀粉可以通过抑制PCNA而减少肿瘤细胞内DNA合成,进而发挥细胞毒作用。