
在过去,人们对辐射防护剂的研究主要集中在对合成或天然来源的化合物进行筛选,如抗氧化剂、金属元素、免疫调节剂、酯多糖和前列腺素等[1]。由美国WalterReed陆军研究所开发的氨磷汀(商品名amifostine)是目前唯一的一个经美国FDA认可的辐射防护药物,被用于缓解头颈癌症病人辐射治疗过程中的口腔干燥症状。最近几年,造血生长因子和细胞因子也被用于辐射伤害的治疗,但它们在毒性、作用时效、用药的方便程度等方面都不太理想[2]。当前,全世界有近70%的人口都在使用药用植物,愈来愈多的药用植物已经被证实具有明显的辐射防护作用,这使得新药研发人员不得不将研究重点转移到对药用植物的研究中来[3]。
1植物辐射防护作用的药学研究
1.1积雪草Centellaasiatica伞状花科植物积雪草很早以前就被用于消化道溃疡、皮肤创伤和记忆力衰退的治疗,它含有多种具抗氧化活性的成分,如积雪草苷(asiaticoside)、积雪草酸(asiaticacid)、玻热模苷(brahmoside)、玻热模苷(brahminoside)和异玻热米酸(isobrahmicacid)等。有关积雪草的神经调节作用已有很多报道,但关于其辐射防护作用的研究却很少。Arora等[4]研究发现,积雪草提取物100mg/kg可明显缓解接受2Gy低剂量离子辐射的小鼠所产生的体重减轻和反胃症状。另外,口服该提取物对接受8Gy亚致死剂量的60Coγ射线照射的小鼠也具有类似的保护效果;Gupta等[5]报道了积雪草还可以减轻γ-辐射和氯化镉产生的组合毒性。
1.2银杏Ginkgobiloba已知银杏可通过激活抗氧化剂谷胱甘肽的生成而减轻氧化损伤,常被用于治疗哮喘和循环系统有关的疾病。它除了含有香豆素(coumarins)、儿茶素(catechins)、银杏萜内酯(ginkgolides)、白果内酯(bilobalide)和鼠李黄素(rhamnetin)等大量的活性成分以外,还含有许多黄酮类化合物,如山奈酚(kaempferol)、榭皮素(quercetin)、杨梅黄素(myricetin)、银杏黄素(ginkgetin)和异银杏黄素(isoginkgetin)等,总计约300多种。银杏提取物Egb761,由于具有减轻线粒体氧化损伤的作用而被用于治疗由缺氧所导致的大脑机能紊乱。100g/ml的银杏叶乙醇提取物对羟自由基引发的兔小脑神经元培养细胞的凋亡具有明显的抑制作用,已知能抑制自由基引起细胞凋亡的物质即具有辐射防护作用,这也可用来解释银杏提取物具有辐射防护作用的原因[6]。
1.3沙棘Hippophaerhamnoides沙棘记载有抗氧化、消炎、抗微生物、止痛和增强免疫力等活性,早在1000多年以前,西藏就已经使用沙棘油(seabuckthornoil)来治疗口腔粘膜炎、阴道炎、子宫颈溃烂、十二指肠溃疡和胃功能失调等多种病症。沙棘的浆果中除了含有诸如鼠李黄素、异鼠李黄素(isorhamnetin)、榭皮素和山奈酚在内的多酚类化合物之外,还含有胡萝卜素、维生素(A、E、C、K)、单宁、棕榈甘油酯、硬脂酸和油酸等多种具辐射防护作用的活性成分。Goel等[7]研究发现,受到强度为1Gy的X射线辐射处理的兔子在口服沙棘浓缩果汁之后,可使得血液中11氧醛固酮的水平恢复正常,并且能存活更长的时间。Arora等[8,9]在用强度为10Gy的60Coγ射线照射之前30min用沙棘浆果的50%乙醇提取物30mg/kg处理实验小鼠,连续进行两个月的观察发现,在第30天存活率可达82%,而对照组在接受辐射后的15d内全部死亡,该提取物具有保护作用的原因在于它可以降低由γ-辐射所引起的线粒体毒害效应,从而保护小鼠细胞的能量系统不被破坏。除此以外,沙棘还可保护γ-辐射引起的胃肠系统损伤,且caspase3(天冬氨酸激酶特异性的半胱氨酸蛋白酶)活性的降低在该过程中起到关键作用[10]。Prem等[11]使用单细胞电泳技术对沙棘浆果乙醇提取物的作用机理进行研究发现,该提取物对辐射诱导的鼠胸腺细胞中DNA单链缺口的产生具有明显的抑制作用,在体外条件下该提取物可持续维持染色质的紧缩状态使得细胞核可抵抗高达将近1000Gy的辐射处理。沙棘作为一种很有前景的抗辐射药用植物,其适宜的治疗剂量还需要进一步研究。
1.4胡椒薄荷Menthapiperita唇形科植物胡椒薄荷用于治疗呕吐和胃肠胀气已有1000多年的历史,它含有包括咖啡酸(caffeicacid)、丁香油酚(eugenol)、迷迭香酸(rosmarinicacid)和生育酚(tocopherol)在内的诸多抗氧化活性成分。其提取物除了具有抗菌活性外还有抗突变的性质,可用于预防口腔癌。胡椒薄荷的叶子中含有芸香糖苷圣草酚(7Orutinosideseriodictyol)和木犀草素(luteolin),薄荷油中也含有相当多的活性成分,如薄荷醇(menthol)、薄荷酮(menthone)、桉油精(cineole)、乙酸薄荷酯(menthylacetate)、异薄荷醇(isomenthol)、柠檬烯(limonene)和蒎烯(pinene)等。已知辐照会引起动物细胞中的染色体发生畸变,但在辐照前如果经胡椒薄荷提取物预处理可使发生畸变的细胞数目明显减少。研究发现,小鼠在接受亚致死辐射剂量处理之前每天口服胡椒薄荷提取物1g/kg可有效控制其骨髓细胞中的染色体损伤,与此同时,它还可增加辐照后小鼠中的谷胱甘肽浓度和降低脂质过氧化,其对血液中的血清磷酸酯酶活性也有保护作用[12]。