螺旋藻(Spirulina platensis)对环磷酰胺诱导的遗传毒性保护作用的评估及其抗氧化机制研究

时间:2025年4月23日
来源:Laboratory Animal Research

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为解决化疗药物环磷酰胺(Cyclophosphamide)导致的DNA损伤和氧化应激问题,研究人员通过体内微核试验评估螺旋藻粉(PoSP)的遗传毒性保护作用。研究发现PoSP能显著降低骨髓细胞微核率(MnPCE)和脂质过氧化产物MDA水平,同时提升过氧化氢酶(CAT)活性,证实其通过抗氧化途径减轻环磷酰胺的遗传毒性。该研究为天然产物辅助化疗减毒提供了新思路。

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癌症化疗面临的关键挑战是药物对正常细胞的毒性损伤。环磷酰胺作为常用抗癌药,虽能通过DNA交联抑制肿瘤生长,但会引发染色体断裂、微核形成等遗传毒性,并伴随氧化应激反应。如何减轻这些副作用成为临床难题。天然产物的抗氧化特性为此提供了潜在解决方案,其中蓝藻门螺旋藻(Spirulina platensis)因富含蛋白质、多糖和酚类化合物,显示出多种生物活性,但其遗传毒性保护机制尚不明确。

多哥洛美大学的研究团队在《Laboratory Animal Research》发表论文,通过体内实验系统评估螺旋藻粉(PoSP)对环磷酰胺毒性的干预作用。研究采用ICR雄性小鼠模型,通过微核试验分析骨髓细胞染色体损伤,结合血液学参数和氧化应激标志物检测,发现PoSP能剂量依赖性降低微核化多染性红细胞(MnPCE)比例(150 mg/kg组降至1.72×10-3 vs 阳性对照3.32×10-3),同时提升红细胞计数(RBCs)和血红蛋白(Hb)水平。关键机制涉及抑制脂质过氧化产物丙二醛(MDA)生成,并显著增强肝脏、脾脏和肾脏的过氧化氢酶(CAT)活性。

研究主要采用以下方法:1) 体内微核试验(OECD 474标准)评估染色体损伤;2) 分光光度法测定总酚、黄酮和多糖含量;3) 血液分析仪检测血常规参数;4) 铁还原法(FRAP)和钼酸铵法测定抗氧化能力;5) 组织匀浆法检测MDA和CAT活性。

研究结果
Phytochemical analysis
螺旋藻粉含总酚(6.81±0.20 mg GA/g)、黄酮(129.75±2.87 mg R/g)等活性成分,体外实验显示其铁还原能力与浓度正相关。

Anti-genotoxic activity
微核试验显示,PoSP预处理使MnPCE发生率从阳性对照的44.19‰降至37.5-150 mg/kg组的17-9‰(p<0.0001),且不改变PCE/NCE比值,表明其保护作用非细胞毒性介导。

Hematological parameters
环磷酰胺导致白细胞(WBCs)减少51%(1.28 vs 2.62×103/mL),而PoSP(150 mg/kg)使红细胞显著增加至8.19×106/μL(p<0.0001),血小板恢复至596.6×103/μL。

Oxidative stress markers
肝脏MDA水平在阳性对照组最高,PoSP(150 mg/kg)使其降低47%;同时CAT活性提升271 kU/L,证实抗氧化防御系统激活。

讨论与意义
该研究首次系统证实螺旋藻粉通过双重机制减轻环磷酰胺毒性:1) 直接清除自由基,抑制DNA加合物形成;2) 上调内源性抗氧化酶。其活性成分(如黄酮类)可能通过螯合Fe3+、抑制细胞色素P450来阻断环磷酰胺代谢活化。研究为开发基于藻类的化疗辅助剂提供了实验依据,但具体分子靶点需通过HPLC组分分析、Western blot等进一步验证。

局限性在于未解析特定成分的作用贡献,未来可结合基因表达谱分析Nrf2/ARE通路调控机制。这项来自西非研究团队的成果,为资源有限地区利用本土藻类资源改善化疗安全性提供了可行策略。

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