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编号:10236079
葡甲胺对顺铂所致大鼠肾毒性的预防作用
http://www.100md.com 《毒理学杂志》 2000年第2期
     作者:关英杰仲来福

    单位:关英杰(上海医科大学劳动卫生学教研室,博士生 200032);仲来福(大连医科大学毒理研究室,116027)

    关键词:葡甲胺;顺铂;肾毒性;脂质过氧化;抗肿瘤作用

    卫生毒理学杂志000209 【摘要】 目的 研究葡甲胺(N-MG)对顺铂(CDDP)所致大鼠肾毒性的预防作用及其可能机制。方法 大鼠1次腹腔注射5 mg/kg CDDP动物模型,于CDDP处理前1 h经口给予N-MG预处理。检测指标包括血尿素氮BUN、尿蛋白、尿铂(Pt),肾组织匀浆中NOS、NO、MDA、SOD及肾组织Pt含量,同时观察抗肿瘤活性。结果 给药后第3、5天N-MG预处理组可明显预防CDDP所致大鼠肾功能损害,降低肾组织中NOS、NO、及MDA含量,增加SOD活性(P<0.05或P<0.01)。另外,给药后第3天尿Pt(0.425 μg/mg Cr)排泄量非常显著地高于CDDP组(0.245 μg/mg Cr,P<0.01),肾组织Pt含量于给药后第3、5天显著低于CDDP组(P<0.05)。N-MG预处理对荷瘤小鼠的肿瘤抑制率与CDDP组无显著性差异。结论 N-MG预处理能明显预防CDDP所致大鼠的肾损害,其预防作用机制可能是N-MG促进Pt经尿排出,并减少了肾组织Pt蓄积,从而CDDP产生的自由基减少,脂质过氧化程度减轻。N-MG对CDDP抗肿瘤活性无明显影响。
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    Preventive effect of N-methyl-D-glucamine against cisplatin nephrotoxicity in Rats

    Guan Ying-Jie,Zhong Lai-Fu

    (Laboratory of Toxicology,Dalian Medical University,Dalian 116027,China.)

    【Abstract】 Objective To investigate the protective effect of N-methyl-glucamine(N-MG)on Cisplatin(CDDP)-induced nephrotoxicity in rats and its possible mechanism.Methods Male Sprague-Dauley rats were injected i.p.with 5 mg/kg CDDP combined with 2 g/kg N-MG given i.g 1 hour before the adminstration of CDDP.BUN,Urinary protein and platinum contents were determined.Kidneys were analyzed for NOS,NO,MDA,SOD and platinum on 3,5 and 7 days after treatment.Moreover,the effect of N-MG on the antineoplastic activity of CDDP was measured in mice bearing S180.Results N-MG alleviated nephrotoxicity induced by cisplatin on day 3 and 5 after administration of CDDP.At the same time,NOS,NO and MDA contents decreased and SOD activities restored (P<0.05 or P<0.01).The excretion evels of urinary platinum increased significantly on day 3 after treatment(P<0.01),while renal platinum contents decreased on both day 3 and 5.The combination of CDDP and N-MG didn't influence the inlibition tumor,action of CDDP.Conclusion These results indicated that N-MG was useful for prevention of renal damage induced by CDDP.N-MG mediated protection might be related to a reduced exposure of the renal tissue to platinum during the course of its enhanced excretion.As a result,free radicals induced by CDDP were decreased and the extent of lipid peroxidation was ameliorated in rat kidneys.Moreover,the combination of CDDP and N-MG would not interfere with the antitumor action of CDDP for S180 sarcoma.
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    【Key words】 N-methyl-glucamine; Cisplatin; Nephrotoxicity; Lipid peroxidation; Antitumor action

    顺铂(CDDP)是一广谱、有效的抗癌药物,其严重且多发的肾毒性限制了它的临床应用[1]。因此,国内外学者一直重视预防CDDP肾毒性的研究。N-甲基葡萄糖胺,简称葡甲胺(N-MG),是一常用的药用辅料[2]。我们在预试验中发现经口给予N-MG能预防CDDP所致大鼠血尿素氮(BUN)升高。现旨在进一步研究N-MG对CDDP肾毒性的预防作用,并初步探讨其可能机制,同时还观察N-MG对CDDP抗肿瘤效应的影响,以期为N-MG的临床应用提供实验依据。

    1 材料与方法

    1.1 试剂 CDDP系冶金部云南贵金属研究所提供,其纯度不低于96 %,临用前用生理盐水配制。N-MG、硫代巴比妥酸(TBA)为美国Sigma产品。一氧化氮(NO)及一氧化氮合酶(NOS)试剂盒、超氧化物歧化酶(SOD)试剂盒购于南京建成生物制品研究所。β2-微球蛋白(β2-MG)放免试剂盒购于天津九鼎公司。其余试剂均为分析纯。N-MG临用前用蒸馏水配制,并用1 mol/L HCl调至中性。
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    1.2 动物及其处理 成年雄性SD大鼠,体重190~230 g,本校实验动物中心提供,随机分为3组,每组18只。对照组:1次腹腔注射(ip)等容积生理盐水(NS);CDDP组:1次ip5 mg/kg CDDP;CDDP+N-MG组:1次ip5 mg/kg CDDP前1 h灌胃(ig)N-MG(2 g/kg),大鼠给药后第2、4、6 天晚间留取12 h尿液,第3、5、7天采血后断头处死大鼠(每组每一时间点6只),取出肾脏。

    1.3 观察指标 BUN、尿蛋白、尿β2-MG及尿肌酐含量测定按常规操作。肾皮质丙二醛(MDA)用TBA反应法测定[3]。肾皮质线粒体SOD活性测定按试剂盒操作。干燥肾皮质经消化溶解及尿1 000×g离心10 min的上清液用石墨炉原子吸收分光光度计测定肾组织及尿中Pt含量[4]

    1.4 体内抗小鼠移植性实体瘤(S180肉瘤)试验 昆明种小鼠50只,雌雄各半,体重18~22 g,由本校实验动物中心提供。接种S180瘤液(细胞数为4×106)。24 h后将小鼠随机分为5组,每组10只。NS组:1次ip等容积的NS;CDDP组:1次ip CDDP 5 mg/kg;低、中、高3个剂量N-MG预处理后给予CDDP组:分别1次ig 1.60、2.80、4.66 g/kg的N-MG后1 h ip CDDP 5 mg/kg。接种瘤液后第8天处死小鼠,摘取瘤组织并称重,计算瘤重抑制率。
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    1.5 统计处理 结果以±s表示,多组间总体均数比较采用ANOVA法,有差异者做Q检验。2组间总体均数比较用t检验。采用POMS统计软件处理。

    2 结果

    2.1 N-MG对CDDP所致大鼠肾功能的变化 表1显示CDDP处理后第3天和第5天,大鼠血清BUN、尿蛋白及尿β2-MG显著或非常显著地高于对照组(P<0.05或P<0.01);第5天达高峰,第7天BUN恢复至对照组水平(P>0.05),尿蛋白及尿β2-MG仍稍高于对照组,但差异无显著性(P>0.05)。CDDP+N-MG组大鼠于第3、5天BUN、尿蛋白及尿β2-MG含量明显低于CDDP组(P<0.05或P<0.01),与对照组相比,差异无显著性(P>0.05)。

    2.2 N-MG对CDDP所致肾组织氧化性损伤的影响
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    2.2.1 肾皮质NOS、NO含量变化 由表2可见,CDDP处理后第3、5天大鼠肾皮质NOS、NO含量均明显高于对照组(P<0.01),第7天2组间差异无显著性。CDDP+N-MG组大鼠于第3、5天NOS、NO含量明显低于CDDP组(P<0.05或P<0.01),与对照组相比,差异无显著性(P>0.05)。

    2.2.2 对肾皮质SOD活性影响 CDDP处理后第3、5、7天肾皮质SOD活性下降,其中第3、5天 SOD活性显著或非常显著地低于对照组(P<0.05或P<0.01),第7天仍低于对照组,但差异无显著性。N-MG预处理组给药后第3、5天SOD活性均显著高于CDDP组(P<0.05或P<0.01),与对照组相比差异无显著性(P>0.05,表3)。

    表1 N-MG对CDDP所致大鼠肾功能各指标的变化(+s) 组 别
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    BUN(mg/dL)

    尿β2-MG(μg/mg Cr)

    尿蛋白(mg/mg Cr)

    第3天

    第5天

    第7天

    第3天

    第5天

    第7天

    第3天

    第5天

    第7天
, 百拇医药
    CDDP

    61.5±43.1* *

    93.8±63.7* *

    26.6±3.7

    0.264±0.035*

    0.337±0.100*

    0.220±0.108

    0.802±0.162*

    0.825±0.193*

    0.572±0.073
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    CDDP+N-MG

    28.9±7.7

    29.3±9.3* *

    22.3±3.4

    0.202±0.052*

    0.205±0.152*

    0.206±0.112

    0.558±0.203*

    0.638±0.148*

    0.581±0.052
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    对照

    21.3±1.3

    22.4±2.5

    22.5±2.6

    0.204±0.053

    0.204±0.071

    0.194±0.038

    0.558±0.163

    0.573±0.142

    0.556±0.111

    CDDP,N-MG分别经ip,ig给予大鼠,n=6,与对照组相比,*P<0.05,* *P<0.01;与CDDP组相比,#P<0.05,# #P<0.01表2 N-MG对CDDP所致大鼠肾皮质NOS、NO含量的变化(±s) 组别
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    NOS(U/μg)

    NO(μmol/g)

    第3天

    第5天

    第7天

    第3天

    第5天

    第7天

    CDDP

    0.318±0.042* *

    0.337±0.032* *

    0.286±0.022
, 百拇医药
    1.782±0.147* *

    2.288±0.492* *

    1.650±0.220

    CDDP+N-MG

    0.284±0.021#

    0.278±0.011# #

    0.277±0.009

    1.488±0.082#

    1.610±0.214# #

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    对照

    0.246±0.016

    0.269±0.021

    0.267±0.011

    1.426±0.092

    1.412±0.103

    1.440±0.126

    与对照组相比,* *P<0.01;与CDDP组相比,#P<0.05,# #P<0.01 2.2.3 对肾皮质MDA形成的影响 CDDP处理后第3、5天CDDP组大鼠肾皮质MDA水平明显高于对照组(P<0.05或P<0.01),第7天2组相比,差异无显著性。CDDP+N-MG组MDA水平于第3、5天均低于CDDP组,其中第5天与CDDP组间差异非常显著(P<0.01),与相应对照组比,差异无显著性(P>0.05,表3)。
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    2.3 N-MG对肾组织Pt含量及尿Pt排出量的影响 CDDP处理后第5天大鼠肾组织Pt含量最高。N-MG预处理组大鼠3个时间点肾组织Pt含量均低于CDDP组,其中第3、5天与CDDP组相比,差异有显著性(P<0.05或P<0.01)。另外,CDDP+N-MG组于第3天尿Pt排出量非常显著地高于CDDP组(P<0.01),而第5天尿Pt排出量明显低于CDDP组(P<0.05),第7天2组间差异无显著性(P>0.05,表4)。

    表3 N-MG对CDDP所致大鼠肾脏线粒体SOD活性和肾皮质匀浆MDA含量的变化(±s) 组别

    SOD活性(NU/ml)

    MDA(nmol/g)

    第3天
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    第5天

    第7天

    第3天

    第5天

    第7天

    CDDP

    150.6±12.2*

    134.7±16.6* *

    159.1±14.5

    71.6±7.9*

    87.1±9.3* *
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    60.0±4.4

    CDDP+N-MG

    176.0±14.1#

    178.3±13.7# #

    174.7±14.1

    64.9±7.5

    69.0±6.9# #

    62.1±4.2

    对照

    185.2±13.6

    187.1±8.9
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    182.0±24.6

    60.5±5.5

    62.6±3.0

    60.1±5.2

    与对照组相比,*P<0.05,* *P<0.01;与CDDP组相比,#P<0.05,# #P<0.01表4 N-MG对CDDP处理大鼠肾组织Pt及尿Pt含量的影响(±s) 组别

    肾组织Pt(μg/g干重)

    尿Pt(μg/mg Cr)

    第3天
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    第5天

    第7天

    第3天

    第5天

    第7天

    CDDP

    29.8±7.1

    60.8±9.1

    27.1±7.0

    0.247±0.064

    0.352±0.071

    0.165±0.062
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    CDDP+N-MG

    21.7±2.9*

    45.1±5.4* *

    23.4±4.0

    0.425±0.104* *

    0.250±0.051*

    0.132±0.029

    与CDDP组相比,*P<0.05,* *P<0.012.4 N-MG对CDDP抗瘤活性的影响 CDDP组及1.60、2.80、4.66 g/kg N-MG预处理组小鼠的瘤重抑制率分别为72.9 %、62.1 %、66.8 %、63.3 %,各N-MG预处理组与单纯CDDP组相比差异无显著性(P>0.05)。
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    3 讨论

    本研究通过给大鼠1次ip 5 mg/kg CDDP后经时过程的动态观察发现,给药后第3天出现肾损害,第5天最严重。N-MG预处理可明显预防CDDP所致肾损害。CDDP所致肾损害的机制目前尚未完全清楚,大量研究认为脂质过氧化是其中机制之一[5]。体外研究已表明,外源性NO启动脂质过氧化形成[6],关于NO在CDDP肾毒性中的作用尚未肯定。本实验结果表明CDDP诱导NOS活性增强,催化生成NO量增多,推测NO自由基参与了CDDP所致毒性反应。本实验还观察到SOD活性下降,使得机体清除自由基能力受损,加重了脂质过氧化形成及肾损害。

    肾组织Pt的蓄积是引起肾损害的决定因素[7,8]。本研究对肾组织Pt及尿Pt的动态观察发现,给药后第5天肾组织Pt含量达高峰,CDDP所致大鼠肾功能损害及氧化性损害亦于第5天最重,提示肾组织Pt蓄积与肾损害关系密切。N-MG预处理组大鼠于给药后第3天尿Pt排泄量非常显著地高于CDDP组,肾组织Pt浓度于给药后第3、5天均明显低于CDDP组。提示N-MG可能促进Pt经尿排出并减少肾组织中Pt的蓄积,从而在体内产生的自由基减少,脂质过氧化损害减轻,以致明显预防CDDP引起的肾毒性。体内抗小鼠S180试验结果表明,采用N-MG预防CDDP引起的肾毒性的同时不降低CDDP的抗瘤效果。
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    参考文献

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    (收稿日期:1999-09-13), http://www.100md.com