魷魚墨黑色素鐵促進(jìn)骨髓造血及作用機(jī)制的研究.pdf

1、魷魚墨黑色素(Squid ink melanin, Me)是以吲哚結(jié)構(gòu)為主體的異聚物，能螯合多種金屬離子。黑色素鐵(Squid ink melanin-Fe, Me-Fe)是利用其絡(luò)合特性制備的異聚物螯合鐵。北太平洋魷魚是主要的魷魚加工品種，在我國東南沿海產(chǎn)量很高，魷魚墨的高值化利用尚未引起重視。本論文從魷魚墨中提取了高純度黑色素，通過生物絡(luò)合制備了黑色素螯合鐵，系統(tǒng)研究了黑色素鐵的安全毒理學(xué)性質(zhì)；通過建立缺鐵性貧血(Iron defi

2、ciency anemia, IDA)模型和機(jī)能性貧血模型，研究了黑色素鐵改善貧血的作用及作用機(jī)制；另外，采用外翻腸囊法和體內(nèi)法研究了黑色素鐵的消化吸收特點(diǎn)。主要研究結(jié)果如下：
　　魷魚墨黑色素鐵安全無毒。小鼠經(jīng)口急性毒性試驗(yàn)顯示，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物沒有出現(xiàn)中毒癥狀，無一例死亡，經(jīng)口最大耐受量大于18000mg/kg·bw，屬無毒級(jí)別；遺傳毒性試驗(yàn)（Ames試驗(yàn)、小鼠骨髓細(xì)胞微核試驗(yàn)、小鼠精子畸形試驗(yàn)）的結(jié)果均為陰性，表明黑色素鐵沒有明顯的

3、致突變性；30d喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)顯示，黑色素鐵對(duì)大鼠血液生化學(xué)和尿液生化學(xué)指標(biāo)均無顯著影響，說明其對(duì)大鼠肝臟、腎臟和心血管等器官無明顯毒性損傷。
　　魷魚墨黑色素鐵具有顯著地改善缺鐵性貧血和促進(jìn)紅系造血的作用。結(jié)果顯示，黑色素鐵能顯著提高IDA大鼠紅細(xì)胞數(shù)(RBC)數(shù)、血紅蛋白(Hb)含量、紅細(xì)胞壓積(HCT)、平均紅細(xì)胞體積(MCV)，增加血清鐵(SI)和血清促紅細(xì)胞生成素(EPO)含量，有效降低血清總鐵結(jié)合力(TIBC)和紅細(xì)胞內(nèi)游離

4、原卟啉(FEP)含量。同時(shí)，與無機(jī)鐵相比，魷魚墨黑色素鐵易被機(jī)體吸收利用，生物利用度高。采用體外骨髓細(xì)胞培養(yǎng)和集落培養(yǎng)的方法對(duì)黑色素鐵促進(jìn)骨髓造血的作用途徑進(jìn)行了探討，結(jié)果表明：黑色素鐵能顯著提高粒單系祖細(xì)胞集落產(chǎn)率、紅系祖細(xì)胞集落產(chǎn)率，對(duì)巨核系祖細(xì)胞集落產(chǎn)率無影響。RT-PCR結(jié)果顯示，黑色素鐵能顯著上調(diào)骨髓細(xì)胞粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子(granulocyre-macrophage colony-stimulating factor

5、, GM-CSF)、促紅細(xì)胞生成素受體(erythropoietin receptor, EPOR) mRNA的表達(dá)，對(duì)血小板生成素(thrombopoietin, TPO)mRNA表達(dá)無影響。提示魷魚墨黑色素鐵可誘導(dǎo)機(jī)體造血微環(huán)境合成、分泌GM-CSF、EPO等造血生長因子，促進(jìn)骨髓粒單系、紅系造血細(xì)胞增殖分化，改善缺鐵性貧血癥狀。
　　利用RT-PCR的方法檢測了IDA大鼠骨髓細(xì)胞中ERK信號(hào)通路關(guān)鍵蛋白激酶和核內(nèi)因子c-Ju

6、n、c-Fos的mRNA表達(dá)，對(duì)其促進(jìn)紅系造血的作用機(jī)制進(jìn)行探討。結(jié)果表明：魷魚墨黑色素鐵能提高大鼠骨髓細(xì)胞中Raf-1/MEKs/ERKs和核內(nèi)因子c-Jun、c-Fos的基因表達(dá)。提示魷魚墨黑色素鐵可以通過增強(qiáng)Raf-1/MEK/ERK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，有效地調(diào)控紅系細(xì)胞增殖分化以保證EPO/EPOR生物效應(yīng)的發(fā)揮，達(dá)到促進(jìn)紅系造血的目的。
　　采用連續(xù)3次腹腔注射環(huán)磷酰胺的方法建立小鼠機(jī)能性貧血模型，研究魷魚墨黑色素鐵對(duì)小鼠骨髓

7、造血功能的影響。結(jié)果表明，魷魚墨黑色素鐵可顯著促進(jìn)骨髓粒單系和紅系祖細(xì)胞增殖，對(duì)巨核細(xì)胞增殖無影響；誘導(dǎo)體內(nèi)合成分泌GM-CSF、EPO造血生長因子，促進(jìn)骨髓粒單系、紅系造血；促進(jìn)小鼠外周血WBC、RBC數(shù)量和Hb含量的恢復(fù)。
　　采用大鼠外翻腸囊法結(jié)合體內(nèi)法初步探討了魷魚墨黑色素鐵在大鼠體內(nèi)的消化吸收特點(diǎn)。結(jié)果表明，黑色素鐵可以整體的形式被腸粘膜上皮細(xì)胞所攝取，灌胃后2h大鼠血清鐵濃度達(dá)到最高。
　　綜上所述，魷魚墨黑色素