■潘 瓊 王余磊 宋春蓮 卜仕金 舒相華*
(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院,云南 昆明 650201;2.揚(yáng)州大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院,江蘇 揚(yáng)州 225009)
中獸藥是中國(guó)傳統(tǒng)獸醫(yī)學(xué)的重要組成部分,歷史悠久[1]。在“限抗”與病毒性疫病肆虐的雙重壓力下,中獸藥作為新興產(chǎn)業(yè)受到越來越多的重視,主要是因?yàn)橹兴幘哂卸喾轿徽{(diào)節(jié)和治療作用,可提高動(dòng)物機(jī)體的免疫力和抗應(yīng)激能力,中長(zhǎng)期使用僅有低毒副作用,藥物殘留少,能促進(jìn)生產(chǎn)性能發(fā)揮的同時(shí)滿足日益嚴(yán)格的食品安全需求[2]。
巖陀為虎耳草科鬼燈檠屬植物羽葉鬼燈檠(Rodgersia pinnata franch.)或西南鬼燈檠(Rodgersia sumbucifolia hemsl.)的干燥根莖[3],用于治療骨折、風(fēng)濕痛、消化不良等疾病[4]。黃酮類化合物具有抗炎、抗菌、抗病毒、降血糖、降血脂、抗腫瘤、抗氧化等多種生物活性[5]。已有研究表明巖陀黃酮對(duì)大鼠的免疫功能有促進(jìn)作用[6]。黃芩(Scutellaria baicalensisGeorgi)為唇形科植物黃芩的干燥根,黃芩多糖是黃芩黃酮提取過程中的副產(chǎn)物,比較容易獲得,具有抗腫瘤、調(diào)節(jié)血糖和血脂、抗氧化性、抑菌抗炎和調(diào)節(jié)免疫等作用[7]。本試驗(yàn)通過急性經(jīng)口毒性試驗(yàn)、遺傳毒性試驗(yàn)對(duì)巖陀黃酮和黃芩多糖復(fù)合物的毒性進(jìn)行了初步研究,為巖陀黃酮和黃芩多糖聯(lián)用在中獸醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。
1.1.1 試驗(yàn)動(dòng)物
清潔級(jí)健康Wistar 大鼠,體重180~200 g;ICR 小鼠雄性,體重18~20 g,均由揚(yáng)州大學(xué)比較醫(yī)學(xué)中心提供,試驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(蘇)2017-0007,試驗(yàn)動(dòng)物使用許可證號(hào):SYXK(蘇)2017-0044。試驗(yàn)期間大、小鼠自由采食和飲水。試驗(yàn)前適應(yīng)性飼養(yǎng)7 d,灌胃前12 h禁食不禁水。
1.1.2 受試藥物
巖陀黃酮與黃芩多糖復(fù)合物:巖陀粗黃酮含量為41.1%;黃芩粗多糖含量為40.3%,兩者按1∶1混合制成淡黃色粉末復(fù)合物,由云南農(nóng)業(yè)大學(xué)中獸醫(yī)實(shí)驗(yàn)室提供,4 ℃保存。
1.1.3 試驗(yàn)菌株
細(xì)菌回復(fù)突變?cè)囼?yàn)(Ames text)選用組氨酸營(yíng)養(yǎng)缺陷型鼠傷寒沙門菌TA97、TA98、TA100 和TA102,由MOLTOX 公司提供。菌株儲(chǔ)存于-80 ℃。試驗(yàn)菌于37 ℃水浴振蕩培養(yǎng)24 h,4 ℃保存。菌株均經(jīng)過生物學(xué)鑒定合格后進(jìn)行試驗(yàn)。
1.1.4 試驗(yàn)試劑
標(biāo)準(zhǔn)誘變劑:疊氮化鈉、2-乙酰氨基芴、敵克松、甲基磺酸甲酯均為分析純;環(huán)磷酰胺(20110703),山西普德藥業(yè)有限公司生產(chǎn),國(guó)藥準(zhǔn)字H14023686;多氯聯(lián)苯(20150404),山西普德藥業(yè)有限公司生產(chǎn),國(guó)藥準(zhǔn)字H14023686。
其他試劑:營(yíng)養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基、營(yíng)養(yǎng)肉湯瓊脂培養(yǎng)基、1%羧甲基纖維素鈉、二甲基亞砜、1%伊紅染色液、氯化鉀、甲醇(分析純)、PBS緩沖溶液等。
1.1.5 試驗(yàn)儀器
D98-9052B-2 隔水式電熱恒溫培養(yǎng)箱、Centrifuge 5415R 高速冷凍離心機(jī)、電熱恒溫水浴箱、菌落計(jì)數(shù)器、萬分之一電子天平、CX2型OLYMPUS顯微鏡及灌胃針頭等。
1.2.1 大鼠經(jīng)口急性毒性試驗(yàn)
試驗(yàn)分組:2 個(gè)試驗(yàn)組,分別選擇Wistar 大鼠雌、雄各10 只,雌雄分籠飼養(yǎng)。大鼠禁食12 h 后分別稱體重、編號(hào)。
染毒和觀察:在4 h內(nèi)經(jīng)口灌服巖陀黃酮與黃芩多糖復(fù)合物溶液數(shù)次進(jìn)行染毒,染毒劑量達(dá)到9 g∕kg·BW。攻毒后分別在30 min、2 h、4 h進(jìn)行觀察,之后每天觀察1 次,連續(xù)14 d。主要觀察大鼠采食飲水情況、有無中毒癥狀及毒性反應(yīng)出現(xiàn)和消失的時(shí)間、中毒表現(xiàn)和死亡時(shí)間。14 d結(jié)束后處死存活大鼠,進(jìn)行病理變化檢查。
1.2.2 鼠傷寒沙門氏菌回復(fù)突變?cè)囼?yàn)
增菌培養(yǎng)及生物學(xué)特性鑒定:將冷凍保存的TA97、TA98、TA100 和TA102 菌株培養(yǎng)物接種于營(yíng)養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基,37 ℃,100 r∕min 培養(yǎng)10 h。細(xì)菌濃度大于2×109CFU∕mL。試驗(yàn)前采用鼠傷寒沙門氏菌回復(fù)突變?cè)囼?yàn)標(biāo)準(zhǔn)判斷法[8]進(jìn)行菌株的生物學(xué)特性和自發(fā)回變菌落數(shù)的檢測(cè),符合標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。
大鼠肝微粒體酶的誘導(dǎo)和S9 的制備:150~200 g Wistar 大鼠3 只,采用多氯聯(lián)苯作為誘導(dǎo)劑,按500 mg∕kg·BW劑量腹腔注射后第5天脫頸處死,處死前12 h 禁食。無菌操作取出肝臟,除去結(jié)締組織,預(yù)冷無菌0.15 mol∕L 氯化鉀溶液潤(rùn)洗肝臟后,每克肝臟加入0.15 mol∕L 氯化鉀溶液3 mL。冰浴勻漿后4 ℃,9 000 g 離心10 min,取上清液分裝,-80 ℃保存?zhèn)溆?,即為S9。
陽性對(duì)照設(shè)定:(+S9 組別)TA97、TA98、TA100、TA102菌株陽性對(duì)照均為2-乙酰氨基芴(2-AF);(-S9組)TA97、TA98 菌株為5 mg∕mL 敵克松,TA100 菌株為疊氮鈉,TA102菌株為甲基磺酸甲酯。
受試藥物的配制:采用平板摻入法。準(zhǔn)確稱取受試藥物1.000 g,高壓滅菌后加無菌二甲基亞砜(DMSO)配制為濃度100 mg∕mL 的母液,取適量分別稀釋為10.000、2.000、0.400、0.080、0.016 mg∕皿。
試驗(yàn)步驟:取2 mL 45 ℃水浴保溫的頂層培養(yǎng)基,依次加入受試藥物溶液0.1 mL,測(cè)試菌液0.1 mL(+S9 組同時(shí)加入10% S9 混合液0.5 mL),迅速混勻,倒在底層培養(yǎng)基上,輕柔晃動(dòng)使頂層培養(yǎng)基均勻分布,37 ℃培養(yǎng)48 h,觀察結(jié)果,每組8個(gè)重復(fù)。若第一次平板摻入法結(jié)果為陰性,重復(fù)一次試驗(yàn);若第一次平板摻入法結(jié)果為陽性,重復(fù)兩次試驗(yàn)。
1.2.3 小鼠精子畸形試驗(yàn)
動(dòng)物分組及染毒:將50 只雄性小鼠隨機(jī)均分為高(2 500 mg∕kg·BW)、中(1 250 mg∕kg·BW)、低(625 mg∕kg·BW)復(fù)合物劑量組、陽性對(duì)照組(環(huán)磷酰胺40 mg∕kg·BW)和陰性對(duì)照組(純化水),5 個(gè)處理組。使用1%羧甲基纖維素鈉對(duì)復(fù)合物和環(huán)磷酰胺進(jìn)行梯度稀釋,按相同體積不同劑量進(jìn)行灌胃,陰性對(duì)照給予相同體積純化水。連續(xù)染毒5 d,第35天取材[9]。
染毒后取材:脫頸法處死小鼠,取出兩側(cè)副睪,在無菌PBS中用眼科剪將副睪縱向剪2刀,靜止3 min,輕輕搖動(dòng),用4層擦鏡紙過濾去除組織碎片,吸濾液至載玻片涂片,自然風(fēng)干后用甲醇固定10 min,待干燥后用1%伊紅染色1 h,以常水沖洗干凈,自然風(fēng)干后鏡檢[10]。
1.2.4 小鼠骨髓細(xì)胞微核試驗(yàn)
分組:50只小鼠隨機(jī)分為5組,每組10只,雌雄各半,分籠飼養(yǎng)。復(fù)合藥物組設(shè)高、中、低三個(gè)劑量組,即2 500 mg∕kg·BW、1 250 mg∕kg·BW、625mg∕kg·BW,陽性對(duì)照組(環(huán)磷酰胺)和陰性對(duì)照組(1%羧甲基纖維素鈉)。
染毒[11]:1%羧甲基纖維素鈉梯度稀釋受試復(fù)合物,按不同濃度、相同體積灌胃,現(xiàn)用現(xiàn)配。陽性對(duì)照按0.01 mL∕g·BW 腹腔注射環(huán)磷酰胺,陰性對(duì)照按0.01 mL∕g·BW口服1%羧甲基纖維素鈉。30 h內(nèi)給藥兩次,每次給藥間隔24 h,第36 h取胸骨骨髓進(jìn)行制片。
觀察:每只小鼠制2 張片,雙盲法在油鏡下選擇細(xì)胞分散好、形態(tài)完整及染色良好的部位,進(jìn)行計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)1 000個(gè)嗜多染紅細(xì)胞(PCE)含微核嗜多染紅細(xì)胞數(shù)(MN)及成熟紅細(xì)胞(RBC)數(shù),求出PCE∕RBC、MN∕PCE[12]。
采用GraphPad Prism 8.0.1軟件進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)。
鼠傷寒沙門氏菌回復(fù)突變?cè)囼?yàn):菌株回變菌落數(shù)表述為“()∕皿”,受試物的回變菌落數(shù)是溶劑對(duì)照組的2 倍以上,且具有劑量反應(yīng)關(guān)系的判為陽性,達(dá)不到2倍以上則判定為合格。
小鼠精子畸形試驗(yàn)精子畸形率按X2檢驗(yàn)(α=0.05)作統(tǒng)計(jì)學(xué)處理,評(píng)價(jià)精子畸形陽性的標(biāo)準(zhǔn)為畸形率至少為陰性對(duì)照組的倍量或經(jīng)統(tǒng)計(jì)有顯著意義,并有劑量反應(yīng)關(guān)系。
精子畸形率(%)=[畸形精子數(shù)∕(正常精子檢測(cè)數(shù)+畸形精子數(shù))×100
小鼠骨髓細(xì)胞微核試驗(yàn):每一試驗(yàn)動(dòng)物作為一個(gè)觀察組,每一組動(dòng)物雌雄合并計(jì)算該組微核數(shù)的均值,如一組動(dòng)物內(nèi)雌雄之間微核有明顯的性別差異時(shí),則分別計(jì)算。分析測(cè)試結(jié)果用“”表示,微核發(fā)生率按X2檢驗(yàn)(α=0.05)作統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。
由表1可知,觀察期內(nèi)所有大鼠臨床表現(xiàn)正常,無明顯神經(jīng)癥狀,皮膚和被毛無異常,且采食、飲水和排便等正常,未表現(xiàn)中毒反應(yīng),第15天所有大鼠均存活。試驗(yàn)結(jié)束后剖檢20只大鼠,眼觀病理學(xué)檢查均未發(fā)現(xiàn)明顯病理變化。結(jié)果表明,巖陀黃酮與黃芩多糖復(fù)合物對(duì)大鼠的經(jīng)口染毒半致死量(LD50)大于5 g∕kg·BW,依據(jù)國(guó)標(biāo)GB 15193.3—2014劑量分類表,屬于實(shí)際無毒。
表1 大鼠急性毒性試驗(yàn)結(jié)果
由表2可知,兩次鼠傷寒沙門氏菌回復(fù)突變?cè)囼?yàn)結(jié)果基本一致。巖陀黃酮與黃芩多糖復(fù)合物每皿劑量在10~0.016 mg范圍內(nèi),4種試驗(yàn)用鼠傷寒沙門氏菌株菌苔生長(zhǎng)正常,各菌株反應(yīng)均為合格;有或無代謝活化系統(tǒng)(S9)時(shí),每皿平均回變菌落數(shù)與陽性誘變劑組比較差異顯著,與對(duì)照(DMSO)比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,未見劑量反應(yīng)關(guān)系,結(jié)果為合格。
表2 巖陀黃酮與黃芩多糖復(fù)合物的鼠傷寒沙門氏菌回復(fù)突變?cè)囼?yàn)結(jié)果()
表2 巖陀黃酮與黃芩多糖復(fù)合物的鼠傷寒沙門氏菌回復(fù)突變?cè)囼?yàn)結(jié)果()
項(xiàng)目第1次第2次組別(mg∕皿)10.000 2.000 0.400 0.080 0.016 DMSO陽性10.000 2.000 0.400 0.080 0.016 DMSO陽性TA97-S9 109.67±13.58 116.33±32.93 130.67±39.80 104.67±18.18 105.67±15.57 125.00±28.58 2 121.67±59.48**102.00±7.81 125.67±36.00 106.00±26.00 131.67±37.11 106.33±14.01 106.00±10.82 2 039.67±37.55**敵克松(50 μg)+S9 148.67±19.14 115.67±13.43 118.67±15.04 165.00±25.98 147.00±10.00 117.33±33.47 1 329.33±171.16**134.67±41.67 145.00±40.63 105.67±15.04 120.00±38.57 119.00±8.72 125.00±29.14 1 280.33±31.90**2-AF(10 μg)TA98-S9 40.00±9.17 42.00±7.55 40.00±8.89 42.67±8.39 37.67±6.66 40.00±7.00 1 074.67±33.01**44.00±7.21 39.00±3.00 42.67±11.02 35.00±6.25 44.33±4.04 37.33±3.06 1 125.67±139.89**敵克松(50 μg)+S9 43.00±2.65 34.00±2.65 41.33±10.02 33.67±4.04 43.67±7.77 38.33±7.37 5 101.33±119.78**38.00±6.93 31.67±1.53 45.00±5.57 37.67±7.51 37.00±9.54 40.00±8.54 5 036.67±187.03**2-AF(10 μg)
結(jié)果表明:受試藥物對(duì)TA97、TA98、TA100 和TA102 四種試驗(yàn)用鼠傷寒沙門氏菌株在加S9 和不加S9試驗(yàn)中結(jié)果均為陰性,可見本試驗(yàn)條件下巖陀黃酮與黃芩多糖復(fù)合物對(duì)鼠傷寒沙門氏菌無致突變性。
由表3 可知,巖陀黃酮與黃芩多糖復(fù)合物3 個(gè)劑量組的精子畸形率經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)處理與陰性對(duì)照組比較差異不顯著性(P>0.05),陽性對(duì)照組與3 個(gè)給藥劑量組、陰性對(duì)照組比較差異均極顯著(P<0.01)。巖陀黃酮與黃芩多糖復(fù)合物致小鼠精子畸形試驗(yàn)結(jié)果為陰性,可判斷該復(fù)合物不具有生殖遺傳毒性。
表3 巖陀黃酮與黃芩多糖復(fù)合物對(duì)小鼠精子畸形發(fā)生率影響(n=10)
表2(續(xù)) 巖陀黃酮與黃芩多糖復(fù)合物的鼠傷寒沙門氏菌回復(fù)突變?cè)囼?yàn)結(jié)果()
表2(續(xù)) 巖陀黃酮與黃芩多糖復(fù)合物的鼠傷寒沙門氏菌回復(fù)突變?cè)囼?yàn)結(jié)果()
注:“**”表示各試驗(yàn)組與陽性對(duì)照組比較P<0.01,差異極顯著。
項(xiàng)目第1次第2次組別(mg∕皿)10.000 2.000 0.400 0.080 0.016 DMSO陽性10.000 2.000 0.400 0.080 0.016 DMSO陽性TA100-S9 121.33±2.31 140.33±34.36 131.33±7.51 122.67±3.79 147.33±35.73 144.67±35.22 2 657.67±82.28**162.33±27.61 145.33±30.83 125.67±6.03 172.67±14.74 168.33±41.93 162.00±24.98 2 652.00±189.90**疊氮鈉(1.5 μg)+S9 177.00±21.70 149.67±5.86 166.33±16.92 162.00±11.14 151.00±26.51 177.33±7.37 2 579.33±98.72**158.33±30.66 150.00±34.66 167.00±32.51 147.67±14.98 161.00±34.22 163.67±36.00 2 678.00±23.52**2-AF(10 μg)TA102-S9 258.67±20.13 276.00±34.18 277.67±38.73 285.00±37.80 277.33±9.45 264.33±16.01 5 540.00±84.93**264.33±18.88 286.33±16.50 263.33±19.43 266.67±23.09 283.00±16.09 273.33±23.18 5 594.00±17.52**甲基磺酸甲酯(1.0 μL)+S9 270.00±30.27 281.33±17.62 275.33±32.62 303.33±20.82 244.67±2.31 270.33±26.51 551.33±44.38**278.67±22.05 275.00±28.58 261.00±30.51 260.67±9.02 265.00±22.65 273.00±7.00 557.33±21.73**2-AF(10 μg)
由表4可知,巖陀黃酮與黃芩多糖復(fù)合物高、中、低三個(gè)劑量組致小鼠骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核率與陰性對(duì)照組相比,差異無顯著性(P>0.05),與陽性對(duì)照組相比差異有顯著性(P<0.01),可判斷巖陀黃酮與黃芩多糖復(fù)合物不具有遺傳毒性。
表4 巖陀黃酮與黃芩多糖復(fù)合物對(duì)動(dòng)物骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核發(fā)生率(n=10)
中獸藥是我國(guó)傳統(tǒng)獸醫(yī)學(xué)重要組成部分,被廣泛應(yīng)用于預(yù)防和治療畜禽疾病、促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)、提高飼料報(bào)酬。巖陀富含黃酮類成分,可通過乙醇提取。研究表明巖陀乙醇提取物對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸埃希菌、白色念珠菌等多種細(xì)菌有良好抑制效果[13-14];巖陀乙醇浸膏在抑制病毒試驗(yàn)中不僅能抑滅DNA 病毒,而且能抑制RNA病毒[15];巖陀黃酮在大鼠試驗(yàn)中能夠顯著緩解由環(huán)磷酰胺導(dǎo)致的免疫抑制情況[6]。黃芩多糖是提取黃芩苷的副產(chǎn)物,比較容易獲得[16]。黃芩多糖具有抗氧化、抗炎活性,飼料中添加一定比例的黃芩多糖能夠顯著提升肉仔雞的體重、降低料重比、提高仔雞生長(zhǎng)性能,還能提高仔雞免疫功能[17]。中藥的聯(lián)用可以提高藥效并提升動(dòng)物綜合免疫力。劉偉等[18]研究表明益母草、野菊花復(fù)方水煎液的降壓作用比單方水煎液降壓作用明顯。張雪等[19]研究表明燈盞花黃酮和馬蹄香多糖復(fù)合物可刺激仔豬淋巴細(xì)胞增殖,調(diào)節(jié)免疫抑制大鼠的免疫功能。所以本試驗(yàn)認(rèn)為巖陀黃酮和黃芩多糖提取復(fù)合物具有獸藥開發(fā)利用價(jià)值。
前人對(duì)巖陀黃酮和黃芩多糖的功效研究已經(jīng)非常深入,但缺乏巖陀黃酮和黃芩多糖提取復(fù)合物的安全性研究。為了確定在飼料中添加藥用植物產(chǎn)品的安全性,必須利用各種試驗(yàn)?zāi)P瓦M(jìn)行系統(tǒng)的毒理學(xué)研究,以預(yù)測(cè)其毒性,并為選擇動(dòng)物安全劑量設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)。
急性毒性試驗(yàn)主要測(cè)定LD50,觀察急性中毒表現(xiàn)并初步估計(jì)試驗(yàn)藥物對(duì)人類或動(dòng)物的危害性。鄢鵬飛等[20]通過急性毒性試驗(yàn)確定富硒油菜粉LD50為11.75 g∕kg·BW,確定其為實(shí)際無毒物質(zhì)。本試驗(yàn)通過巖陀黃酮與黃芩多糖復(fù)合物L(fēng)D50大于10 g∕kg·BW,判定其為實(shí)際無毒物質(zhì),但未確定實(shí)際LD50,應(yīng)在急性毒性試驗(yàn)中設(shè)置不同濃度,為巖陀黃酮與黃芩多糖復(fù)合物的安全劑量范圍提供有效參考數(shù)據(jù)。
細(xì)菌回復(fù)突變?cè)囼?yàn)用于鑒定可產(chǎn)生基因損傷導(dǎo)致基因突變的物質(zhì),其敏感性、特異性、準(zhǔn)確性較高[21];精子畸形試驗(yàn)可識(shí)別誘發(fā)精子致病功能障礙的化學(xué)物質(zhì),靈敏可靠;微核試驗(yàn)可檢測(cè)到誘變物質(zhì)改變細(xì)胞分裂過程中染色體的分布[22]?;貜?fù)突變?cè)囼?yàn)、小鼠骨髓細(xì)胞微核試驗(yàn)和精子畸形試驗(yàn)結(jié)果陰性,表明巖陀黃酮與黃芩多糖復(fù)合物在本試驗(yàn)條件下無遺傳毒性。
在本試驗(yàn)條件下,巖陀黃酮與黃芩多糖復(fù)合物屬實(shí)際無毒物質(zhì),在2 500 mg∕kg·BW 內(nèi)試驗(yàn)動(dòng)物未出現(xiàn)急性毒性和遺傳毒性反應(yīng),可初步推斷中藥巖陀黃酮與黃芩多糖復(fù)合物在2 500 mg∕kg·BW范圍內(nèi)作為中獸藥安全性較好。