兰州百合多糖的辐射防护作用机制研究

Lanzhou Lily with higher nutritional value is the only sweet in Chinese and with the effects of yin-nourishing, lung-cleaning, kidney-tonifying, clearing away heart fire to tranquilize the mind and boosting brain. Lily Polysaccharide (LP) has the effects of antitumor, antifatigue, free radical scavenging and immunoregulation, however, the relationship between molecular fragment and pharmacological effect of LP is not clear. Our preliminary research shows that crude Lanzhou Lily Polysaccharide (LLP) could increase organ index and blood parameters of mice in concentration dependent manner and resistant to X irradiated-induced oxidative stress in mice suggesting that the function of radiation protection of LLP is closely related to antioxidant mechanism. In present study, LLP will be degraded and separated to different fragments and the strongest active fragment（LLP-1）will be obtained after screening. In order to investigate the mechanism of radiation protection of LLP-1 to DNA double strand breaks, the normal human intestinal epithelial cell line HIEC，umbilical vein endothelial cell line HUVEC and ICR mice are used as research object and phosphorylation histone γH2AX are used as research target. After using LLP-1 combined with X-irradiation, the synergistic mechanism of γH2AX expression in time and dose effect relationship and the upstream kinases and downstream effector molecules are researched. This research will provide the experimental basis for Lanzhou lily as the radiation protective agent.

中国唯一的甜百合—兰州百合营养丰富，具有养阴清肺，固肾，补脑清心安神等功效。百合多糖具有抗肿瘤、抗疲劳、清除自由基和调节免疫等作用，但百合多糖的分子量片段与上述药理作用的关系尚不清楚。我们的前期研究表明，兰州百合粗多糖(LLP)能够以浓度依赖的方式增加小鼠的器官指数和血液学参数；能抵抗X射线照射后小鼠体内氧化应激状态，提示兰州百合多糖的辐射防护作用与其抗氧化作用机制密切相关。本课题拟对LLP进行降解，制备不同分子量的多糖片段，从中筛选得到作用最强的活性中心(LLP-1)；以人正常小肠上皮细胞系HIEC和脐静脉内皮细胞系HUVEC细胞及ICR小鼠为研究对象，以磷酸化组蛋白γH2AX作为研究靶点，LLP-1联合X射线照射后，研究γH2AX表达的时间和剂量效应关系及上游激酶和下游效应分子的协同作用机制，以探讨LLP-1对DNA双链损伤的辐射防护机制，为将兰州百合作为辐射防护剂提供实验依据。

研究背景：中国唯一的甜百合——兰州百合营养丰富，具有养阴清肺，固肾，补脑清心安神等功效。百合总多糖具有抗肿瘤、抗疲劳、清除自由基和调节免疫等作用，但百合多糖的分子量片段与上述药理作用的关系尚不清楚。本研究旨在探讨兰州百合多糖片段（LLP）辐射防护的作用机制。.实验材料：选用人脐静脉内皮细胞系HUVEC细胞、ICR小鼠作为研究对象，检测X射线照射后LLP对细胞及ICR小鼠的辐射保护作用。.实验方法：使用超声辅助热水法、超滤法、Sephadex G-150色谱等方法分离纯化LLP片段；MTT、中性彗星电泳、免疫荧光分析法研究LLP-e促进细胞增殖及保护DNA双链损伤的作用及机制；检测X射线照射后LLP对ICR小鼠的辐射防护作用。.结果：（1）该项研究首先使用超声辅助热水法提取并制备兰州百合粗多糖(LLP)，采用超滤法、Sephadex G-150色谱等方法分离纯化出5个LLP不同分子量片段，通过MTT法，从中筛选得到作用最强的活性中心LLP-e，并确定其分子量为8629.8 Da；（2）MTT、中性彗星电泳、免疫荧光分析法研究显示LLP-e明显促进X射线抑制人脐静脉内皮细胞系HUVEC细胞增殖、保护X射线诱导的DNA双链损伤及γH2AX焦点表达。咖啡因和渥曼青霉素协同LLP-e进一步降低了X射线诱导的γH2AX焦点表达，说明PI3K家族成员参与LLP-e介导的H2AX磷酸化途径；（3）体内实验也证实，LLP-e增加了X射线照射ICR小鼠血液中SOD和GSH-Px表达、降低MDA表达；提高了照射小鼠血象，促进其恢复；增加了照射小鼠胸腺、脾脏指数；缓解了辐照后骨髓有核细胞数减少的症状。.结论：兰州百合多糖片段能有效保护辐射诱导的DNA双链损伤，具有强的抗氧化功效，该研究为将兰州百合多糖作为辐射防护剂提供了重要的理论依据。