稀土在鼠肝中的物种分布[1]
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第30卷 第5期2001年 9月卫 生 研 究JOURNA L OF HYGIE NE RESE ARCH V ol.30 N o.5Sep. 2001 275文章编号:100028020(2001)0520275202・论著・稀土元素铈对细胞内活性氧的影响申治国 庄志雄 黄海雄 张锦周 雷衡毅1 杨燕生1深圳市卫生防疫站,深圳 518020摘要:运用显微荧光术研究了Ce 3+对肝细胞和V79细胞中活性氧(ROS )的影响。
结果表明,低浓度的Ce 3+能显著降低细胞内ROS 浓度,而高浓度的Ce 3+能显著提高细胞内ROS 的浓度。
结果提示,低浓度的Ce 3+可能减少脂质过氧化损伤或DNA 氧化损伤,高浓度的Ce 3+可能增加脂质过氧化损伤或DNA 氧化损伤。
关键词:铈 肝细胞活性氧 显微荧光术中图分类号:Q59311 O6141332 文献标识码:AE ffect of Ce3+on reactive oxygen species in cellsShen Zhiguo ,Zhuang Zhixiong ,H uang H aixiong ,Zhang Jinzhou ,et al .Shenzhen Hygiene and E pidemics S tation ,Shenzhen 518020,ChinaAbstract :The effect of Ce3+on the content of (reactive oxygen species ROS )in hepatocytes and V79cells was stud 2ied with microfluorometry.The results showed that Ce 3+could enhance the concentration of ROS in hepatocytes in highdose and reduce the concentration of ROS in low dose.These results suggested that Ce3+might decrease the damage of lip 2id peroxidation and DNA in low dose and might increase the damage of lipid peroxidaion and DNA in high dose.K ey w ords :cerium ,hepatocytes ,reactive oxygen species ,microfluorometry基金项目:国家自然科学基金(N o.29671034)和广东省自然科学基金(N o.980329)资助项目作者简介:申治国,男,博士,主管技师1中山大学化学与化学工程学院 活性氧(reactive oxygen species ,ROS )是内源含氧物质,是有氧代谢过程中形成的正常产物。
稀土元素及其应用铈及其应用发展在稀土这个元素大家族中,铈是当之无愧的“老大哥”。
其一,稀土在地壳中总的丰度为238ppm,其中铈为68ppm,占稀土总配分的28%,居第一位;其二,铈是在发现钇(1794年)九年之后,被发现的第二个稀土元素。
1803年,瑞典化学家伯采利乌斯(J。
J.Berzelius)和他的老师黑新格尔(W。
Hisingerr)在分析瑞典产的Tungsten矿(“重石"之意)时,发现了一种与“钇土"性质十分相似但又完全不同的新元素-“铈土".在他们提出的发现报告中,将其命名为Cerium(铈),以纪念1801年发现的小行星——谷神星(Ceres)。
严格说来,最初发现的“铈土”只能算作是铈的富集物,或者说是与镧镨钕等共生在一起的轻稀土混合氧化物,当时镧镨钕等尚隐藏在“铈土”中未被发现。
但无论如何,在稀土这17个相貌极为相似的孪生兄弟姐妹中,铈最容易辨认。
因为铈有个显著的化学特性,除了象其他稀土元素通常以三价状态存在外,他还会以四价状态稳定存在.这种离子价态的差异性必然会扩大化学性质的差异性,利用这种差异性就能比较容易地把铈同相邻的其他稀土元素分离开来,因而就出现了化学法提铈.这便于化学家们对铈的提取和认识,加上他资源丰富易提取,比其他稀土产品价格便宜,也就使他成为最早有实际用途的稀土.尽管如此,由于化学家们最初被困惑在不断发现新稀土的“迷宫”中,直到发现“铈土”的83年后,才为铈(也是稀土)找到第一个用途-—用作汽灯纱罩的发光增强剂.1886年,奥地利人韦尔斯巴赫(Auer Von Welsbach)发现,将99%的氧化钍和1%的氧化铈加热时,会发出强光,用于煤汽灯纱罩可以大大提高汽灯的亮度。
而汽灯在当时电灯尚未普及的欧洲是照明的主要光源,对于工业生产、商贸和生活至关重要.而18世纪90年代开始,汽灯纱罩的大规模生产,增加了钍和铈需求,有力推动了世界范围内对稀土矿藏的勘察,在巴西和印度陆续发现了大型独居石矿,遂发展成为所谓的独居石工业,也就是早期稀土工业.尽管第一次世界大战后,电灯逐步取代了煤气灯,但铈又不断开拓出新的用途。
稀土元素(rareearthelement,简称REE)是动物所需的一类微量元素的总称,包括15种镧系元素和与镧系元素性质相似的2种副族元素(钇和钪)。
我国稀土资源占世界稀土资源的80%,为稀土元素在动物上的利用提供了良好的物质基础。
小剂量稀土元素具有提高NK细胞和T淋巴细胞的活性,刺激免疫球蛋白的产生,提高机体合成IgG、IgM等抗体的能力;具有促进吞噬细胞的特异吞噬功能,抑制脂质过氧化,抗细胞突变,抑制和杀灭肿瘤细胞的作用;但同时大剂量可以导致膜蛋白间的交联成聚合,改变细胞膜蛋白的构象而造成明显的细胞毒性,降低机体的免疫力,具有致癌、致突变的作用。
1稀土元素的毒理学效应国内外大量研究表明,稀土元素是一类低毒的元素,稀土的毒性大小与稀土的状态、服用途径、剂量及动物种属等有关。
稀土口服毒性最小,静脉注射毒性最大。
添加微量稀土元素对促进动物生长、改善品质、提高动物机体免疫力具有明显作用,并且具有非常好的安全性。
一般情况下,猪日粮中稀土元素适宜添加量为600mg/kg;奶牛添加量为800mg/kg;肉牛添加量为1000mg/kg;鸡中添加量为30mg/kg;草鱼、鲤鱼的最佳添加量为40~200mg/kg;兔中添加量为30mg/kg,羊添加量为10mg/kg;人体对稀土的耐受量为12~120mg/d。
大剂量添加稀土元素会对动物产生明显的毒性作用,中毒症状主要有:恶心、呕吐、腹泻、呼吸困难、心跳加快、全身抽搐等,严重者心跳、呼吸停止并迅速死亡;也会出现弥漫性腹膜炎、腹膜粘连、血性腹水、局灶性肺出血等病理现象[1]。
段广河等(1995)研究发现,高浓度Y3+(>3×10-5mol/l)可引起膜骨架蛋白的交联成聚合,导致人红细胞膜构象发生变化,红细胞变形性降低,引起溶血,表现明显的细胞毒性[2]。
李霞等(2004)研究表明,高剂量(即每千克体重2.5×10-4mol/l)的稀土元素(La3+、Ce3+、Tb3+、Y3+)同丙二醇甲醚醋酸脂(PMA)一样具促炎作用;而低剂量(即每千克体重2.5×10-5mol/l)时(Y3+除外)作用不明显,Y3+在此浓度起抗炎作用[3]。
镧、铈、钕对小鼠肝细胞核的氧化损伤作用田蜜;曹丽歌;谢广云;刘娜;黄沛力【摘要】轻稀土元素进入生物体后主要累积于肝脏,进入肝细胞,分布于细胞核上.为探讨轻稀土元素对小鼠肝细胞核的氧化损伤作用,选用5周龄雄性封闭群(ICR)小鼠灌喂10、20和40 mg·kg-1的稀土元素镧(La)、铈(Ce)和钕(Nd),6周后测定小鼠肝细胞核中超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)的活性,并测定谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)的含量.将实验数据进行ANOVA分析,结果显示,与对照组相比,各染毒组GPx活性和MDA含量显著升高(p <0.05);除Ce低剂量组外,各染毒组SOD和CAT活性显著降低(P<0.05),且其活性的降低与各稀土元素的暴露剂量有剂量-效应关系;除La低剂量组和Ce低、中剂量组外,各染毒组GSH含量显著升高(P<0.05).结果表明,稀土元素La、Ce和Nd会造成小鼠肝细胞核的氧化损伤.%Light rare earth elements are found to mainly accumulate in the livers of receiving organisms. They can en ter into hepatocytes and are mainly distributed in the nuclei. To investigate the oxidative damage effects of light rare earth elements on the hepatocyte nuclei isolated from the mouse liver, five-week-old male ICR (imprinting control re gion) mice were exposed to lanthanum (La), cerium (Ce) and neodymium (Nd) by oral gavage for 6 weeks with differ ent doses, I.e., 10, 20 and 40 mg-kg"'. The activities of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and ghitathione peroxidase (GPx) were determined as well as the contents of ghitathione (GSH) and malondialdehyde (MDA). ANOVA analysis of the results showed that compared with the control group, GPx activity and MDA content in every exposure group increased (p <0.05);except in the Ce low-dosage group, SOD and CAT activities in other exposure groups de creased (p<0.05) in a dose-dependent manner; except in the La low-dosage, Ce low-dosage and Ce middle-dosage groups, GSH content in other exposure groups increased (p <0.05). It is indicated that La, Ce and Nd could induce oxidative damage in hepatic nuclei of mice.【期刊名称】《生态毒理学报》【年(卷),期】2011(006)005【总页数】5页(P546-550)【关键词】镧(La);铈(Ce);钕(Nd);肝细胞核;氧化损伤【作者】田蜜;曹丽歌;谢广云;刘娜;黄沛力【作者单位】首都医科大学医学实验与测试中心,北京100069;首都医科大学医学实验与测试中心,北京100069;首都医科大学公共卫生与家庭医学学院卫生毒理学与卫生化学系,北京100069;中国疾病预防控制中心职业卫生与中毒控制所,北京100013;首都医科大学公共卫生与家庭医学学院卫生毒理学与卫生化学系,北京100069;首都医科大学公共卫生与家庭医学学院卫生毒理学与卫生化学系,北京100069【正文语种】中文【中图分类】X171.5稀土元素(rare earth elements,REEs)具有独特的物理和化学性质,广泛应用于医药卫生、工业和农业领域。
进作用而大剂量硝酸镧对机体免疫功能有抑制作用。
本实验结果表明:硝酸镧对小鼠的免疫功能有一定的调节作用,具体的免疫调节机制有待于进一步研究。
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稀土在医药领域的研究进展作者:胡意, 郭菲, 汪泱作者单位:胡意(南昌大学第一附属医院检验科), 郭菲(南昌大学第一附属医院烧伤外科), 汪泱(南昌大学第一附属医院泌尿外科研究所 330006)刊名:实验与检验医学英文刊名:EXPERIMENTAL AND LABORATORY MEDICINE年,卷(期):2009,27(1)被引用次数:2次1.Cozzolino M;Brancaccio D Clinical consequences and novel therapy of hyperphosphatemia:Lanthanum carbonate for dialysis patients 2007(01)2.Shigamatsu T Lanthanum Carbonate Research nthanum carbonate effectively controls serum phosphate without affecting serum calcium levels in patients undergoing hemodialysis[外文期刊]2008(01)3.Shigematsu T Lanthanum Carbonate Effectively Controls Serum Phosphate Without Affecting Serum Calcium Levels in Patients Undergoing Hemodialysis[外文期刊] 2008(01)4.纪云晶;栗建林稀土与肿瘤关系的探讨 19945.倪嘉瓒稀土生物无机化学 19956.肖纫秋;朱向红;吴家祥低剂量三氯化钐对实验性非胰岛素依赖型糖尿病大鼠胰岛的影响[期刊论文]-中国稀土学报 1997(03)7.Hamada E;Nishida T;Uchiyama Y Activation of kupffer cells and caspose-3 involved in rat hepatocyte apoptosis induced by endotoxin[外文期刊] 19998.Roland CR;Nakafuza Y;Flye MW Gadolinium chloride inhibits LPS-induced mortality and in vivo prostaglandin E2 release by splenic maerophages 19999.Kennedy JA;Lewis H;Clements WD Kupffer cell blockade,tumor necrosis factor secretion and survival following endotoxin challenge in experimental biliary obstruction[外文期刊] 199910.童世沪;卢同埕稀土的生物效应[期刊论文]-稀土 1987(04)11.左玉萍;贾敬肖;杨一心混合稀土活性测定及与抗生素联用效果[期刊论文]-稀土 1996(04)12.Balogh G Phlogosol in the therapy of inflammatory changes in the mouth mucosa 1974(06)13.Vankos J Study of the antiphlogistic action of sulfosalicylic acid samarium 1966(19)14.Caravan P;Amedio JC Jr;Dnnham SU When are two waters worse than one? 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Vol.23高等学校化学学报 No.1 2002年1月 CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES 1~5 稀土在鼠肝中的物种分布卢 然1 朱严楣1 陈杭亭2 赵大庆1 倪嘉缵1(1.中国科学院长春应用化学研究所稀土化学物理开放实验室;2.国家电分析和光谱研究测试中心,长春130022)陈 东 聂毓秀(吉林大学基础医学院组织学与胚胎学教研室,长春130021)摘要 采用ICP2MS、微量蛋白层析分离技术,研究了长时间、低剂量混合稀土及短时间、高剂量硝酸镧分别对大鼠及小鼠作用后,稀土在鼠肝中的代谢累积及其物种分布.结果表明,鼠肝中各稀土含量随给药剂量的增加而增大,其累积速度大小顺序为La>Ce>Nd>Pr;经柱层析分离未得到与稀土特异结合的鼠肝蛋白;稀土可与多种鼠肝蛋白(包括多种重要的酶)结合,在一定条件下,稀土与其结合蛋白可发生解离.关键词 稀土;肝脏;物种分布;ICP2MS中图分类号 O614.33 文献标识码 A 文章编号 025120790(2002)0120001205稀土由于在我国农业、畜牧业等领域的广泛应用而不断进入环境,并不可避免地通过食物链进入人体.目前,稀土对环境、生态及人的健康所造成的短期和长期效应如何已成为人们普遍关注的问题.我国科学工作者以评价农用稀土对人的安全性为目标,进行了毒理学和矿区流行病的调查研究,提出了一些初步的结论及有关指标[1].但后来的一些研究结果指出,即使在过去提出的允许摄入剂量以下,某些灵敏的生化指标也有所变化,因而从20世纪80年代中期开始了分子及细胞水平上的稀土生物效应研究[2].已有实验表明,稀土经静脉注射进入小鼠血液后,轻稀土主要累积在肝脏,重稀土多沉积于骨骼[3~5],而经饲喂摄入到鼠体内的稀土首先经血液输送到肝脏并大量积累,然后再向其它脏器转移[6,7].可见肝脏是稀土代谢最重要的器官之一,研究肝脏中稀土物种分布是揭示生物体内稀土代谢的关键.由于肝脏中蛋白种类极其繁多,稀土含量甚微,故有关稀土进入肝脏中结合蛋白方面的研究工作较少[8~11].在以前工作的基础上[12],我们采用ICP2MS及微量蛋白层析分离技术研究了长时间、低剂量混合稀土及短时间、高剂量硝酸镧分别对大鼠及小鼠作用后,稀土在鼠肝中的代谢累积及其物种分布.结果表明,鼠肝中各稀土含量随给药剂量的增加而增大,其累积速度大小的顺序为La>Ce>Nd>Pr;经柱层析分离未得到与稀土特异结合的鼠肝蛋白,稀土可与多种鼠肝蛋白结合,具有随机性,在一定条件下,稀土与其结合蛋白可发生解离.1 实验部分1.1 实验材料与仪器Wistar大鼠[(80±2)g]及昆明种小鼠[(25±2)g]由吉林大学实验动物部提供;柱层析填料Sephacryl S2200及DEAE252购于Pharmacia公司;三羟甲基氨基甲烷(Tris)、牛血清白蛋白购于华美生物工程公司;浓硝酸为优级纯.La(NO3)3及混合稀土硝酸盐[m(La)∶m(Ce)∶m(Pr)∶m(Nd)= 1.00∶1.71∶0.190∶0.980]溶液由北京农用稀土中心提供;In(NO3)3溶液由光谱纯金属铟经硝酸溶解,制成质量浓度为200Λg L的溶液.缓冲溶液A(0.05mol L Tris2HCl,pH=7.50)的配制:将6.057g Tris溶于去离子水至900mL左右,用1mol L HCl溶液调至pH=7.50,定容至1000mL.缓收稿日期:2001202223.基金项目:国家自然科学基金重大项目(批准号:29890280)及国家博士后科学基金资助.联系人简介:赵大庆(1963年出生),博士,研究员,博士生导师,从事生物无机化学及分子生物学研究.冲溶液B (0.01mol L Tris 2HCl ,pH =7.40)的配制:将1.212g Tris 溶于去离子水至900mL 左右,用1mol L HCl 溶液调至pH =7140,定容至1000mL .缓冲溶液C (0101mol L Tris 2HCl 015mol L NaCl ,pH =7.40)的配制:将1.212g Tris 和29.22g NaCl 溶于约900mL 去离子水中,并用1mol L 盐酸调至pH =7.40,定容至1000mL .上述缓冲溶液用0.45Λm 滤膜过滤,用前超声除气.T 2124高速冷冻离心机,UV 2922紫外2可见分光光度计(瑞士Contron 公司),POEMS 型ICP 2光谱质谱仪(美国TJA 公司),SL 22数控层析冷柜(北京四环科学仪器厂),Cole 2Parmer 酸度计(瑞典Pharmacia 公司),Easy pure RF 纯水器(瑞典Pharmacia 公司),Labonco 冷冻干燥系统(瑞士Contron 公司),747自动分析仪(日本Hitachi 公司).1.2 实验方法1.2.1 动物实验及肝脏处理 (1)灌胃稀土组:以混合稀土硝酸盐溶液灌胃Wistar 大鼠,剂量分别为20,10,2,0.2及0.1mg kg ,对照组大鼠以生理盐水灌胃,给药周期为每星期6次,分为连续给药6个月及给药6个月停止给药1个月两种情况.将Wistar 大鼠用乙醚麻醉,断头处死,取血液及肝脏,将血液在37℃温育1h 后,离心取血清,将血清及肝脏在液氮中快速冷冻后,于-20℃冰柜中保存,待用.(2)尾静脉注射稀土组:给昆明种小鼠尾静脉注射La (NO 3)3溶液,注射剂量为200mg kg ,注射周期为每隔一日注射1次,连续给药3次后,用乙醚麻醉,摘去眼球处死,取出肝脏,于-20℃冰柜中保存,待用.(3)肝脏的处理:将灌胃稀土组大鼠肝脏在缓冲溶液A 中解冻,尾静脉注射稀土组小鼠肝脏用缓冲溶液B 解冻.分别洗净,剪碎,于组织研磨器中研磨,在4℃下以10000r min 转速离心30min ,取上层液体继续在4℃下离心1h (12000r min ),取上清液,待用.1.2.2 柱层析及稀土含量的测定 (1)凝胶过滤柱层析:将Sephacryl S 2200装入1.8cm ×100cm 层析柱中,用缓冲溶液A 平衡24h ,上样液为尾静脉注射稀土组小鼠肝脏的离心上清液(3mL ),用缓冲溶液A 以0.3mL min 洗脱,各试管中收集洗脱液4mL (操作在4℃层析柜中进行),待测稀土含量.另外,重复上述操作,将柱层析第一个洗脱峰中蛋白收集在一起,冻干,透析除盐,冻干,将所得蛋白溶于缓冲溶液B 中,待进行离子交换柱层析.(2)离子交换柱层析:将DEAE 252装入1.2cm ×30cm 层析柱,用缓冲溶液B 平衡24h ,上样溶液为样品经Sephacryl S 2200凝胶过滤柱层析分离所得的第一个洗脱峰中的蛋白溶液(4mL ).上样后,用缓冲溶液B 以0.3mL min 洗脱,每支试管收集洗脱液3mL ,当第一个洗脱峰全部流出后,采用NaCl 梯度洗脱,所用盐梯度为0~0.5mol L NaCl ,0.01mol L Tris 2HCl (pH 7.40),收集各试管中洗脱液(操作在4℃层析柜中进行),待测稀土含量.(3)蛋白含量测定[13]:按Folin 2酚法测定,以牛血清白蛋白为标准.(4)稀土含量测定:参照文献[14]方法,取1.0mL 血清溶于2mL 1%HNO 3,并加入10mL 容量瓶中,然后加入1.00mL 200Λg L In (NO 3)3溶液作内标,用1%HNO 3定容,ICP 2MS 测稀土含量.取灌胃稀土组大鼠肝脏的离心上清液及尾静脉注射稀土组小鼠肝脏的柱层析洗脱液2mL 溶于2mL 1%HNO 3,加入10mL 容量瓶中,然后加入1.00mL 200Λg L In (NO 3)3溶液作为内标,用1%HNO 3定容,ICP 2MS 测定稀土含量.1.2.3 酶活性的测定 取Sephacryl S 2200分离的第一及第二洗脱峰中吸光度值最大的两只试管中的蛋白为测试样品,测定谷氨酸脱氢酶(GLDH )、异柠檬酸脱氢酶(ICDH )、丙氨酸氨基转移酶(ALT 或GPT )、天门冬氨酸氨基转移酶(AST 或GOT )、胆碱酯酶(CHE )、碱性磷酸酶(ALP )、亮氨酸氨基肽酶(LAP )和Χ2谷氨酰转肽酶(GGT )的活性(在吉林大学第一医院完成).2 结果与讨论2.1 混合稀土在大鼠肝脏中的代谢累积由ICP 2MS 测得混合稀土硝酸盐溶液中各种稀土元素的质量比m (La )∶m (Ce ):m (Pr )∶m (Nd )=2 高等学校化学学报Vol .231.00∶1.71∶0.190∶0.980,表1给出了以上述混合硝酸稀土灌胃6个月及6个月后停止给药1个月Wistar 大鼠肝脏的水溶性组分中稀土含量.Table 1 Rare earth content of soluble fractions inWistar rat liver (ng g protein )Dose of drug delivery(mg ・kg -1)Drug delivery for six months (Drug delivery for six months and stop for one month )La CePrNd 20 62.30a (38.80)b65.54(39.55)5.629(3.714)32.15(20.16) 10 38.66(34.91)47.70(41.97)4.186(4.028)22.79(19.23) 2 35.62(28.62)45.68(20.24)3.644(2.181)20.03(10.02) 0.224.71(15.34)18.67(13.91)1.274(1.499)7.561(8.425) 0.1(Controlc )8.910(12.71)7.671(22.47)0.946(0.978)4.830(5.758)Dose of drug delivery(mg ・kg -1)Drug delivery for six months (Drug delivery for six months and stop for one month )m (La )∶m (Ce )∶m (Pr )∶m (Nd ) 20 1.00∶1.05∶0.09∶0.52(1.00∶1.02∶0.10∶0.52) 10 1.00∶1.23∶0.11∶0.59(1.00∶1.20∶0.14∶0.50) 2 1.00∶1.28∶0.10∶0.56(1.00∶0.70∶0.08∶0.35) 0.21.00∶0.76∶0.05∶0.31(1.00∶0.91∶0.10∶0.55) 0.1(Control c )1.00∶0.86∶0.11∶0.54(1.00∶1.77∶0.08∶0.45) a .Mean value from two samples of drug delivery for six months determined twice respectively ,standard deviation between 0101%—410%;b .mean value from two samples of drug delivery for six months and stop for one month determined twice respectively ,standard devia 2tion between 0.01%_4.0%.c .data for 0.1mg kg are lower than those for control sometimes due to individual differences of rat .由表1可见,各种稀土在肝脏中的含量随给药剂量的增加而增大,停止给药一段时间以后,累积在肝脏中的稀土有不同程度的代谢,但各稀土在肝脏中的累积速度稍有不同,从La Ce Pr Nd 的质量比可以算出累积速度大小顺序为La >Ce >Nd >Pr .由于动物个体差异,对照组稀土含量有的低于灌胃0.1mg kg 组,说明长时间以较低剂量混合稀土(低于0.1mg kg )饲喂大鼠后,稀土在肝脏中无明显累积现象.2.2 混合稀土在大鼠血清中的代谢累积为了研究肝脏如何从血液中摄取并积累稀土,测定了以混合稀土硝酸盐溶液灌胃大鼠6个月及6个月停止给药1个月时血清中稀土的含量,结果列于表2.Table 2 Rare earth content of serum inWistar rat (ng mL )Dose of drug delivery(mg ・kg-1)Drug delivery for six months La Ce Pr Nd Drug delivery for six months and stop for one month La Ce Pr Nd 200.4130.0740.0130.0610.360.0220.0470.031100.300.0480.0120.0330.370.0250.0650.04420.190.0390.00550.0280.220.0290.00570.0390.20.290.0470.0130.0490.230.0360.00180.0260.10.270.0530.0120.0390.270.0640.0130.029 Control0.310.0440.0120.0370.310.0440.0120.037 3Mean value from eight samples determined twice respectively ,standard deviation between 0.01%~4.0%.从表2可以看出,4种稀土在血清中均无明显的累积现象,与前文[12]所得的结论一致,说明稀土在血液中的代谢较快.2.3 稀土在鼠肝中的物种分布为研究鼠肝中是否存在与稀土特异结合的蛋白质,我们以高剂量尾静脉注射硝酸镧的小鼠为实验对象,获得了经柱层析分离所得蛋白组分的稀土含量.图1给出了利用Sephacryl S 2200凝胶过滤柱层析分离的蛋白洗脱曲线及稀土含量曲线.由图1可见,经Sepharcyl S 2200分离可获得6个蛋白洗脱峰,而稀土则主要分布于第一蛋白洗脱峰中.由于第一、第二及第六洗脱峰中蛋白含量较大,我们曾对第六洗脱峰中的蛋白与稀土作用情况作了详细的研究[12],为进一步了解稀土在肝脏中的物种分布,对第一及第二洗脱峰中的酶分布情况进行了测定(这里只为获得酶分布数据,故未测定稀土对酶活性的影响,另外,上述洗脱峰中可能还存在其它鼠肝蛋白),酶活性数据列于表3.由表3可以看出,谷氨酸脱氢酶、天门冬氨酸氨基转移酶、胆碱3No .1卢 然等:稀土在鼠肝中的物种分布 酯酶、亮氨酸氨基肽酶、碱性磷酸酶、Χ2谷氨酰转肽酶分布在第一洗脱峰中,而异柠檬酸脱氢酶、丙氨酸氨基转移酶分布在第二洗脱峰中.上述几种酶都是肝脏中十分重要的功能酶,基于以上两个洗脱峰中均含有稀土,可以认为稀土可能与上述几种酶发生相互作用,因为已有实验[2]表明,稀土离子可以影响碱性磷酸酶、琥珀酸脱氢酶、乳酸脱氢酶、谷氨酸脱氢酶、62磷酸葡萄糖脱氢酶、醛缩酶等酶的活性,其中ALP能与Gd3+结合,在25℃,pH=8.0时,结合常数为3.3×104,因此,稀土之所以会影响酶的活性,可能是因为稀土与酶发生作用的结果,不排除稀土对更高级生物调节作用的影响,如稀土通过对激素水平、神经系统的作用,进而调控酶的活性的可能.为验证在凝胶过滤层析分离中,与蛋白结合的稀土是否会大量脱落,计算了分离后稀土的回收率大于80%,说明在此条件下稀土与鼠肝蛋白的结合比较稳定,但稀土与蛋白的物质的量的比值约在10-3量级上,故肝脏中很可能不存在与稀土特异结合的蛋白质.Table3 Activities of enzymes of chromatography fractions(IU L)Enzymes Peak1 1a2aAverage bPeak212Average GLDH18.020.019.01.00.50.8 CHE127123125000LAP3.73.93.8000GGT1.05.83.4000ALP9.910.910.4000AST21.423.122.3000ICDH0.00.50.319.821.420.6ALT10.511.511.0944.9995.8970.4a.Data determined once;b.Average data.Fig.1 Curve of RE content and elution for soluble frac-tions separated on Sephacryl S-200a.Elution curve;b.RE content curve.Fig.2 Curve of RE content and elution for soluble frac-tions separated on DEAE-52a.Elution curve;b.RE content curve.为进一步验证上述结果,对经Sepharcyl S2200分离所得的稀土含量最大的第一个蛋白洗脱组分,利用DEAE252离子交换柱层析进一步分离,获得了蛋白洗脱曲线及稀土含量曲线(见图2).两条曲线形状十分相似,经DEAE252分离所得4个蛋白洗脱峰中均含有稀土,且稀土与蛋白的物质的量比低于10-3,因此肝脏中不存在与稀土特异结合的蛋白质.比较上样前的稀土总量与经DEAE252洗脱出稀土的总量,可知在分离过程中稀土丢失约80%,可见离子交换层析对分离稀土结合蛋白不理想.因此我们认为稀土与鼠肝蛋白的结合具有随机性,且其结合量极微,在一定条件下,结合在鼠肝蛋白上的稀土较易解离.不仅含钙蛋白与稀土的结合能力较强,非含钙蛋白与稀土也有一定的结合能力[2],因为蛋白质中含羟基、羧基的氨基酸残基很容易与稀土结合,所以稀土能与多种鼠肝蛋白(包括重要的酶,如GLDH,CHE,LAP,GGT,ALP,AST,ALT,ICDH等)结合,但大都为非特异性结合,其结合具有随机性.我们将进一步研究稀土与上述酶结合后,对酶的结构和功能的影响.参 考 文 献 1 JI Yun2Jing(纪云晶),CUI Ming2Zhen(崔明珍),GAO Shu2Qing(高淑清)et al..J.Chinese Rare Earth Society:Special Issue on 4 高等学校化学学报Vol.23Hygiene and Toxicology of Rare Earth (中国稀土学报:稀土卫生毒理学专辑)[J ],1985:65—69 2 NI Jia 2Zuan (倪嘉缵).Bioinorganic Chemistry of Rare Earth Element (稀土生物无机化学)[M ],Beijing :Science Press ,1995:235—336 3 Evans C..Biochemistry of Lanthanides [M ],New York:Plenum Press ,1990:362—380 4 YANG Pin (杨 频),WEI Chun 2Ying (魏春英).Chemistry (化学通报)[J ],1996,(7):14—17 5 GUO Zhan 2Yong (郭站勇),ZHANG Yu 2Sheng (张宇生),ZHANG Hong 2Jiang (张宏江).Chinese Rare 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with the arising of dose of drug delivery .Their accumulation rate was different ,for example ,La >Ce >Nd >Pr .The protein which could combine with rare earth specially were not gotten through chromatography .It was suggested that rare earth could bind to many proteins voluntarily ,such as some important enzymes and it might be separated from the combined proteins under certain conditions .Keywords Rare Earth ;Liver ;Species distribution ;ICP 2MS(Ed .:M ,G )5No .1卢 然等:稀土在鼠肝中的物种分布。