黃芩苷在小鼠附植前對胚胎耐熱損傷的保護作用

毛夢菌，吳佳俊，高 倩

(衢州市衢江區(qū)畜牧獸醫(yī)站，浙江 衢州 324022)

黃芩苷是從黃芩的干燥根莖中提煉出的一種黃酮類化合物，分子式為 C21H18O11，是黃芩的主要功效成分之一。黃芩苷的作用眾多，其主要作用為解炎抗炎的作用、能夠有效清除體內自由基并具有抗氧化[1]、抗惡性腫瘤[2]、保肝、抗口腔潰瘍活性、抗缺血再灌注及抗粘膜損傷的重要作用[3]，同時還具有保護機體神經元、調節(jié)機體免疫的作用等。如今全球變暖情況日益嚴重，高溫引起動物諸多相關問題。有文章報道，當溫度升高1.5℃，人類將會遭受致命的危害，其他生物(昆蟲、脊椎動物和植物等)也將面臨巨大的威脅[4]。

1 熱損傷概述

目前，熱應激對于胚胎細胞發(fā)育的影響和機制尚不清楚。研究結果表明，這種熱應激可能主要是由以下兩個主要因素引起的，一方面，熱應激本身可作為一種對細胞蛋白質的損傷抑制因子對于胚胎細胞發(fā)育具有直接的細胞損傷和毒性抑制作用，如直接破壞變性細胞DNA分子的結構完整性，改變熱應激蛋白質的圖譜、促進自由基的活性產生、干擾變性細胞有絲分裂、誘導變性細胞的凋亡等；另一方面胚胎細胞抵抗變性的熱氧化應激的防御和抑制系統(tǒng)不夠健全和完善，如果長期缺乏胚胎細胞抵抗氧化應激的防御能力，就無法有效保護熱應激蛋白質的正確裝配并及時降解變性的熱應激蛋白質，也就導致細胞無法有效地抵抗或及時修復因熱應激而對于胚胎發(fā)育所造成的細胞損害[5]。

有研究表明，許多動物在暴露于熱應激后會被誘導產生一組抗應激蛋白，即熱應激蛋白或熱休克蛋白，它是廣泛地存在于哺乳動物各細胞組織和人體器官細胞中的一種分子類蛋白質，一般在15-110 kda之間。根據(jù)其產生的分子量及其功能的不同可以將其進行分類，主要有大分子hsp110，hsp90，hsp70，hsp60以及一種小分子熱休克抗應激蛋白，研究結果表明至少有10種熱休克基因誘導蛋白是影響哺乳動物在體內發(fā)生熱休克抗應激的蛋白。胚胎細胞在受到熱應激時，可通過用合成熱休克蛋白[6]、誘導凋亡[7]/抗凋亡[8]信號通路、增加抗氧化應激能力[9]和自噬[10]等方式抵抗熱應激。胚胎對熱應激的敏感性在胚胎發(fā)育的早期最高，并隨著妊娠的進展而降低。在小鼠胚胎中，胚胎發(fā)育到8細胞階段之后可以激活細胞凋亡級聯(lián)反應作為對熱應激的適應性反應；但是處于2細胞或4細胞階段的早期胚胎非常容易受到熱應激的影響。

2 黃芩苷在胚胎附植前的保護作用

黃芩苷是一種含有黃酮類的化合物，其主要成分屬于葡萄糖醛酸苷類，在黃芩的干燥處及莖根中可以提取并將其分離出。黃芩苷的作用眾多，其主要作用為解炎抗炎作用、能夠有效清除體內自由基并具有抗氧化的重要作用、抗惡性腫瘤的重要作用、保肝并具有抗口腔潰瘍的重要作用、抗缺血再灌注及抗粘膜損傷的重要作用、保護機體神經元、調節(jié)機體免疫的作用等。另外黃芩及其有效成分還具有預防和治療糖尿病及其并發(fā)癥的作用。有研究結果表明，黃芩苷對于鏈脲酶素作用誘導產生的糖尿病并發(fā)癥的大鼠平均血糖和孕酮濃度水平有著明顯的抑制作用，黃芩素對于大鼠的糖尿病腎病、糖尿病視網膜病變等并發(fā)癥都有一定的輔助治療和預防作用。

本人曾在不同熱應激條件下對小鼠囊胚ROS含量以及線粒體相關功能基因表達的影響進行了探討。為檢測黃芩苷對熱應激小鼠囊胚ROS含量以及mtDNA和TFAM表達，試驗分為對照組(在小鼠細胞發(fā)育至囊胚之前，在純KSOM培養(yǎng)液中37 ℃培養(yǎng)，要細心觀察培育以防小鼠細胞死亡)，黃芩苷組(在小鼠細胞發(fā)育至囊胚之前，在含有4 μg/mL黃芩苷的KSOM 培養(yǎng)液中37 ℃體外進行培養(yǎng)，細心觀察以防細胞死亡)，熱應激組(在純KSOM 培養(yǎng)液中37 ℃ 體外培養(yǎng)發(fā)育至91 h胚齡后42 ℃熱應激1 h，隨后37 ℃恢復3 h)，熱應激黃芩苷組(在含有4 μg/mL黃芩苷的KSOM 培養(yǎng)液中37 ℃體外培養(yǎng)發(fā)育至91 h胚齡后42 ℃熱應激1 h，隨后37 ℃恢復3 h)。結果顯示小鼠囊胚ROS的含量增多，由于熱應激環(huán)境下，導致小鼠囊胚的氧化反應。常溫下對照組和黃芩苷組小鼠囊胚ROS含量正常，而小鼠囊胚在熱應激的環(huán)境下ROS的含量變多，當熱應激環(huán)境下加入黃芩苷，能明顯抑制小鼠囊胚ROS的含量變化。通過小鼠的熒光定量PCR檢測mtDNA和TFAM的表達，試驗結果表明，mtDNA的表達水平降低，TFAM的表達水平也明顯降低，說明熱應激能明顯降低這兩種基因的表達水平，而黃芩苷的作用可以顯著地降低熱應激小鼠的線粒體胚胎細胞和線粒體功能相關基因的表達水平，通過對這兩種基因的深入研究，也可以說明熱應激對小鼠的胚胎會有損傷作用，黃芩苷則可以有效減少熱應激對小鼠胚胎的損傷。

3 結語

黃芩苷制劑可以有效地解決動物體因為熱損傷引起的氧化應激。但是目前關于黃芩苷的提取仍有許多技術問題，例如在畜禽生產中黃芩提取物的使用和研發(fā)不夠深入，與此相關的資料還比較少。此外，目前黃芩苷及黃芩提取物的廣泛使用還有很大的局限性，生產流程和工藝需要繼續(xù)加強改善，其中的成分和含量也不穩(wěn)定[11]。相信隨著我國醫(yī)藥科學技術研究的不斷深入，生產工藝的不斷完善，黃芩苷及黃芩提取物在人們的生活和生產經營過程中的推廣和應用將一定會不斷地被重視和推動。