GMDTC對(duì)慢性鎘中毒小鼠和大鼠的驅(qū)鎘效果及其毒副作用研究.pdf

1、研究背景及目的：
　　鎘作為環(huán)境毒物和生產(chǎn)毒物，于上世紀(jì)90年代被國際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)確定為致癌物。人體主要通過吸入鎘煙塵或鎘化合物粉塵而引起機(jī)體急性或慢性的損害，并引起全身性疾病。鎘進(jìn)入機(jī)體后通過多種復(fù)雜的途徑對(duì)器官和組織產(chǎn)生損害，但其詳細(xì)毒作用機(jī)制尚不清楚。目前認(rèn)為，進(jìn)入體內(nèi)的Cd首先蓄積在肝臟，誘導(dǎo)肝細(xì)胞合成金屬硫蛋白（MT），并與之結(jié)合生成Cd-MT復(fù)合物隨血液循環(huán)至腎臟，經(jīng)腎小球?yàn)V過和腎小管吸收進(jìn)入近端腎小管S1

2、段并沉著，經(jīng)溶酶體降解成Cd2+通過氧化損傷引起的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白功能改變和線粒體呼吸衰竭，誘導(dǎo)腎小管細(xì)胞凋亡。慢性鎘暴露時(shí)體內(nèi)的Cd主要蓄積于腎臟，并通過氧化損傷、鈣通道失調(diào)等導(dǎo)致腎功能損傷和腎衰竭等。因此治療慢性鎘中毒時(shí)，主要是考慮腎臟鎘的清除及腎臟修復(fù)。
　　大量研究表明，目前臨床常用的重金屬(鉛、汞等)中毒的絡(luò)合劑對(duì)慢性鎘中毒無療效。新型驅(qū)鎘絡(luò)合劑N-(2,3,4,5,6-五羥基己基)N-（二硫代甲酸鈉基）-蛋氨酸鈉，簡稱GMDT

3、C，是在二硫代氨基甲酸酯類(DTC)的基礎(chǔ)上，采用葡萄糖胺基—甲硫氨基取代DTC，蛋氨酸取代R1，用D－葡萄糖胺基取代R2而合成的新型化合物。本課題前期研究表明，GMDTC具有良好的驅(qū)鎘效果，能有效穿過細(xì)胞膜進(jìn)入胞內(nèi)。GMDTC對(duì)急性鎘中毒具有較好的驅(qū)鎘作用，可以大量降低腎鎘，對(duì)鎘的腎毒性有良好的保護(hù)作用，且GMDTC毒性低，經(jīng)口LD50大于5000mg/Kg。
　　鎘主要通過慢性暴露在體內(nèi)蓄積，使其引起慢性中毒的危害遠(yuǎn)大于急性中

4、毒。前期研究表明，GMDTC對(duì)急性鎘中毒具有較好的驅(qū)鎘作用，且毒性低。但以往研究因給藥劑量單一、動(dòng)物樣本量少、且性別單一等缺陷，不足以全面評(píng)價(jià)GMDTC的驅(qū)鎘效果及其毒副作用。因此，本研究以GMDTC對(duì)慢性鎘中毒的治療為出發(fā)點(diǎn)，采用多個(gè)劑量、多種動(dòng)物、兩種性別以及多個(gè)時(shí)間點(diǎn)等因素全面地探討GMDTC對(duì)慢性鎘中毒的驅(qū)鎘效果及其毒副作用。以慢性鎘中毒小鼠和大鼠為對(duì)象，從兩種動(dòng)物身上探究GMDTC對(duì)慢性鎘中毒的驅(qū)鎘效果、其常規(guī)毒性、急性毒性，

5、全面評(píng)價(jià)GMDTC治療慢性鎘中毒的療效及毒副作用，并為GMDTC驅(qū)鎘的下一步研究提供理論基礎(chǔ)。
　　方法：
　　1.實(shí)驗(yàn)方法
　　1.1.GMDTC治療慢性鎘中毒小鼠試驗(yàn)
　　SPF級(jí)成年NIH小鼠120，雌雄各半，隨機(jī)分為空白對(duì)照組和模型組。模型組小鼠采用多次腹腔注射0.6μmol/mL CdCl2+12μmol/mL ME混合液造模，1次/d，連續(xù)染毒5d，末次染毒結(jié)束后觀察35d。隨后將鎘中毒模型組小鼠隨機(jī)

6、分為模型對(duì)照組、GMDTC低劑量組、GMDTC中劑量組、GMDTC高劑量組和EDTA治療組，每組20只（雌雄各10只）?？瞻讓?duì)照組及模型對(duì)照組均腹腔注射給予生理鹽水；GMDTC治療組分別給予108.3、216.5、433mg/Kg的GMDTC藥物治療；陽性藥治療組給予93.5mg/Kg的EDTA藥物，1次/d，5d/周；雄性小鼠連續(xù)給藥5周，雌性小鼠連續(xù)給藥6周。
　　1.2.GMDTC治療慢性鎘中毒大鼠試驗(yàn)
　　SPF級(jí)成

7、年SD大鼠60，雌雄各半，隨機(jī)分為空白對(duì)照組和模型組。模型組動(dòng)物采用多次腹腔注射0.3μmol/mL CdCl2+6μmol/mL ME混合液造模，1次/d，連續(xù)染毒5d，末次染毒結(jié)束后觀察35d。隨后將鎘中毒模型大鼠隨機(jī)分為模型對(duì)照組、GMDTC低劑量組、GMDTC中劑量組、GMDTC高劑量組和EDTA治療組,每組10只（雌雄各5只）?？瞻讓?duì)照組及模型對(duì)照組均腹腔注射給予生理鹽水，GMDTC治療組分別給予108.3、216.5、433

8、mg/Kg的GMDTC藥物治療；陽性藥治療組給予93.5mg/Kg的EDTA藥物，1次/d，5d/周；連續(xù)給藥8周。
　　1.3.急性毒性試驗(yàn)
　　急性經(jīng)腹腔注射毒性試驗(yàn)采用上下法一次性腹腔注射給予0.51g/mL的GMDTC藥液；急性經(jīng)口毒性試驗(yàn)采用最大限量法一次性灌胃給予1.01g/mL的GMDTC藥液。染毒后每天觀察動(dòng)物的中毒表現(xiàn)、死亡情況，連續(xù)觀察14d，并分別在d0、d3、d7、d14稱量體重。
　　2.統(tǒng)計(jì)

9、分析
　　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（ x-±s）表示，采用SPSS17.0軟件進(jìn)行方差齊性和單因素的方差分析(One Way ANOVA)。實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的比較用Dunnett法，進(jìn)一步作組間兩兩比較采用Bonferroni法，以P<0.05為檢驗(yàn)水準(zhǔn)。
　　結(jié)果：
　　1.GMDTC對(duì)慢性鎘中毒小、大鼠的驅(qū)鎘效果
　　1.1.GMDTC對(duì)慢性鎘中毒小鼠驅(qū)鎘效果
　　GMDTC治療慢性鎘中毒小鼠后，GMDTC

10、治療組雄性小鼠腎臟Cd含量顯著低于模型對(duì)照組和EDTA組（P＜0.05），其驅(qū)鎘率分別為23.8％、31.8%、47.9%；GMDTC中、高劑量組雌性小鼠腎臟Cd含量低于模型對(duì)照組和EDTA組（P＜0.05），其驅(qū)鎘率分別為11.2%、21.4%、41.7%。GMDTC治療組小鼠24h尿Cd總含量高于模型對(duì)照組（P＜0.05）；治療結(jié)束后24h尿Cd總含量明顯高于造模結(jié)束后含量（P＜0.05）。模型對(duì)照組及GMDTC治療組雄性小鼠血Cd

11、顯著升高，且EDTA組明顯高于模型對(duì)照組（P＜0.05）。肝、腦及睪丸Cd含量無明顯改變。提示，GMDTC治療慢性鎘中毒時(shí)，能促使腎臟內(nèi)的鎘經(jīng)尿液排出體外，同時(shí)不引起Cd向其他臟器轉(zhuǎn)移。
　　1.2.GMDTC對(duì)慢性鎘中毒大鼠的驅(qū)鎘效果
　　GMDTC治療慢性鎘中毒大鼠后，GMDTC治療組腎臟Cd含量明顯降低，且GMDTC高劑量組顯著低于模型對(duì)照組（P＜0.05）；雄性大鼠腎臟的驅(qū)鎘率分別為19.4、10.7和33.6；雌性

12、大鼠腎臟驅(qū)鎘率分別為18.2、12.5和32.9。GMDTC治療組小鼠24h尿Cd總含量高于模型對(duì)照組（P＜0.05）；治療結(jié)束后24h尿Cd總含量明顯高于治療前（P＜0.05）。模型對(duì)照組及GMDTC治療組雄性大鼠血Cd顯著降低，雌性大鼠血Cd無差異。說明GMDTC治療慢性鎘中毒大鼠時(shí)，在不同劑量與性別之間均存在差異。
　　1.3.肝Cd、腎Cd、血Cd和尿Cd之間的相關(guān)性
　　GMDTC治療后，雄性小鼠腎Cd與肝Cd隨G

13、MDTC劑量的增加而降低，在GMDTC三個(gè)組間均呈正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.861、0.777和0.661。雌性小鼠的腎Cd與肝Cd不存在相關(guān)性。GMDTC治療慢性鎘中毒大鼠后，雄性大鼠肝Cd和腎Cd含量在三個(gè)劑量之間呈高、低、高趨勢，但相關(guān)性不明顯；雌性大鼠肝Cd和腎Cd含量在GMDTC中、高劑量之間均呈正相關(guān)關(guān)系（P＜0.05）。24h尿Cd隨GMDTC劑量的增加而升高，血Cd隨GMDTC劑量的增變化不明顯，與腎Cd均不存在相關(guān)

14、性（P＞0.05），而驅(qū)鎘率則與腎鎘含量均呈完全負(fù)相關(guān)關(guān)系（P＜0.05）。
　　2.GMDTC對(duì)小鼠和大鼠毒副作用
　　2.1.GMDTC對(duì)小鼠和大鼠生長發(fā)育的影響
　　GMDTC對(duì)小鼠體重增長無影響，而93.5mg/kg的EDTA輕微導(dǎo)致雌性小鼠體重增長降低（P＜0.05）；GMDTC對(duì)雌性大鼠體重增長無影響，而長期給予高劑量的GMDTC和EDTA可抑制雄性大鼠體重增長（P＜0.05）。GMDTC對(duì)小鼠臟器重量影響

15、很小，但中劑量的GMDTC對(duì)雌性小鼠臟器指數(shù)有影響。GMDTC治療慢性鎘中毒雄性小鼠后，中、高劑量組均出現(xiàn)10%小鼠肝臟病變和10%小鼠腎臟病變。鎘中毒模型雌性小鼠50%出現(xiàn)肝臟病理改變，60%出現(xiàn)腎臟病理改變，而GMDTC治療后肝臟和腎臟的病理改變均有所減輕。說明，Cd對(duì)雌雄小鼠腎臟的病理損傷不相同，相同劑量時(shí)雌性小鼠中毒程度較雄性嚴(yán)重，而GMDTC治療能減輕鎘中毒引起的改變。
　　2.2.GMDTC對(duì)小鼠體內(nèi)金屬元素的影響

16、r>　　GMDTC治療慢性鎘中毒雄性小鼠后，GMDTC高劑量組腎臟Ca、Cu、Zn含量高于空白和模型對(duì)照組（P＜0.05）。GMDTC治療慢性鎘中毒雌性小鼠后，模型組和治療組腎臟Ca含量略低于空白對(duì)照組（P＜0.05）；模型對(duì)照組血液Cu高于空白對(duì)照組（P＜0.05），GMDTC高劑量組血液Cu低于模型對(duì)照組（P＜0.05）；模型對(duì)照組和GMDTC治療組腦中Ca含量低于空白對(duì)照組；GMDTC高劑量組和EDTA組腦中Cu、Mg含量較空白對(duì)

17、照和模型對(duì)照組降低；GMDTC高劑量組和EDTA組腦中Zn含量低于空白對(duì)照（P＜0.05）；模型對(duì)照組和治療組肝臟中Ca含量均低于空白對(duì)照組（P＜0.05）；模型組肝臟中Cu含量低于空白對(duì)照組，而GMDTC高劑量組和EDTA組肝臟中Cu含量則高于模型對(duì)照（P＜0.05）。說明，鎘會(huì)引起小鼠腦組織和肝臟中Ca含量降低，而高劑量的GMDTC和EDTA對(duì)小鼠體內(nèi)的Zn、Cu有輕微影響。
　　3.GMDTC對(duì)小鼠和大鼠的急性毒性
　

18、　急性毒性試驗(yàn)采用上下法和最大限量法，經(jīng)口灌胃和經(jīng)腹腔注射均無大鼠死亡。依據(jù)化學(xué)藥物急性毒性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)判斷，認(rèn)為GMDTC對(duì)小鼠和大鼠經(jīng)口急性LD50均﹥10g/Kg；經(jīng)腹腔注射急性LD50均﹥5g/Kg，其急性毒性分級(jí)屬低毒或無毒。
　　結(jié)論：
　　1.GMDTC對(duì)慢性鎘中毒大鼠和小鼠的驅(qū)鎘效果良好，促使腎鎘經(jīng)代謝從尿液循環(huán)排出體外，同時(shí)不引起體內(nèi)鎘向其他臟器轉(zhuǎn)移。
　　2.GMDTC對(duì)動(dòng)物生長發(fā)育和金屬元素影響不明顯