發(fā)布時間：2019-12-06 14:05

【摘要】： 目的:建立低強(qiáng)度微波拮抗電離輻射造血損傷的動物模型;在整體、細(xì)胞和分子水平,從造血實(shí)質(zhì)細(xì)胞和造血微環(huán)境兩方面,探討低強(qiáng)度微波對γ射線造血損傷的拮抗作用及其機(jī)制,為闡明微波和γ射線聯(lián)合作用機(jī)理、采用微波“理療”防治急性電離輻射造血損傷提供基礎(chǔ)性資料。 方法:低強(qiáng)度微波拮抗放射性造血損傷的動物模型建立:小鼠存活實(shí)驗(yàn)設(shè)5個組:A組:單獨(dú)電離組(8.0Gyγ射線);B-D組:聯(lián)合照射組(12μW/cm2、120μW/cm2、1200μW/cm2微波+8.0Gyγ射線);E組:陽性對照組(氨磷汀+8.0Gyγ射線),每組28只小鼠。聯(lián)合組小鼠接受不同功率密度的900MHz微波全身照射,1h/d,持續(xù)14d。單獨(dú)電離組置于同一環(huán)境,但不予電磁輻射。第15d給予各組小鼠8.0Gy 60Co-γ射線一次性全身照射。觀察小鼠的存活率、平均存活時間及保護(hù)系數(shù)。 低強(qiáng)度微波造血損傷拮抗效應(yīng)的觀察:小鼠分為4組:正常對照組、單獨(dú)電磁組、單獨(dú)電離組、以及微波和γ射線聯(lián)合照射組。單獨(dú)電磁組和聯(lián)合照射組先接受功率密度為120μW/cm2的900MHz微波照射,1h/d,持續(xù)14d,第15d給予單獨(dú)電離組和聯(lián)合照射組小鼠5.0Gy 60Coγ射線一次性全身照射。分別于電離輻射后第3、6、9、12d 4個時相點(diǎn)進(jìn)行下列各項(xiàng)指標(biāo)的觀察:(1)外周血細(xì)胞計(jì)數(shù)及臟器系數(shù)測定;(2)骨髓組織、脾組織病理切片觀察;(3)RT-PCR法檢測骨髓造血細(xì)胞(bone marrow heamtopoietic cells, BMHCs)凋亡抑制基因bcl-2、細(xì)胞周期調(diào)節(jié)基因CyclinD1、CyclinE及周期性依賴激酶CDK4、CDK2基因表達(dá)的變化;(4)采用粒-巨噬細(xì)胞克隆形成實(shí)驗(yàn)(CFU-GM)、脾結(jié)節(jié)實(shí)驗(yàn)(CFU-S)檢測小鼠造血干/祖細(xì)胞的增殖能力;(5)小鼠骨髓基質(zhì)細(xì)胞(BMSCs)體外常規(guī)培養(yǎng),觀察BMSCs形態(tài)、采用流式細(xì)胞術(shù)檢測細(xì)胞黏附分子VCAM-1的表達(dá)變化;(6)酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA法)檢測小鼠血清造血因子GM-CSF、IL-3的活性。 對低強(qiáng)度微波造血損傷拮抗機(jī)制的研究:小鼠分組和照射方案同低強(qiáng)度微波造血損傷拮抗效應(yīng)的觀察研究。采用流式細(xì)胞儀及共聚焦掃描電鏡對電離輻射后1h、24h小鼠骨髓細(xì)胞內(nèi)游離Ca2+離子濃度進(jìn)行定性、定量檢測;采用Western Blotting法分析照后1h、24h小鼠骨髓細(xì)胞NF-κB蛋白表達(dá)。 結(jié)果:小鼠存活實(shí)驗(yàn)結(jié)果:8.0Gyγ射線電離輻射前,預(yù)先給予120μW/cm2 900MHz微波照射可使小鼠15d存活率由對照組的17.86%上升至42.86%;小鼠的平均存活時間延長,保護(hù)系數(shù)為1.47,保護(hù)作用較陽性對照組(“氨磷汀”組)更為顯著。 造血損傷防護(hù)效應(yīng)觀察結(jié)果:(1)預(yù)先給予120μW/cm2微波照射可使γ射線引起的WBC下降程度明顯減輕,脾臟系數(shù)、胸腺系數(shù)降低程度明顯減小;(2)聯(lián)合組骨髓腔內(nèi)造血細(xì)胞減少較電離組輕,造血組織容積較電離組明顯增高,間質(zhì)出血、水腫較輕,各系細(xì)胞再生灶明顯;聯(lián)合組脾淋巴組織較電離組密集,凋亡細(xì)胞數(shù)相對較少,生發(fā)中心較電離組明顯;(3)與單獨(dú)電離組相比,聯(lián)合組小鼠照后不同時相點(diǎn)BMHCs bcl-2、Cyclin-D1/CDK4, Cyclin-E/CDK2 mRNA表達(dá)存在不同程度的提高;(4)聯(lián)合組在γ射線照射后3d、9d、12d CFU-GM數(shù)量較單獨(dú)電離組顯著增加;單獨(dú)電磁組小鼠CFU-S表達(dá)水平較對照組明顯增高,聯(lián)合組CFU-S表達(dá)較電離組增高;(5)γ射線輻射后體外培養(yǎng)的單獨(dú)電離組BMSCs細(xì)胞排列散亂,增殖抑制,貼壁能力降低,與單獨(dú)電離組相比,聯(lián)合組BMSCs數(shù)目明顯增多,細(xì)胞融合能力較好;與單獨(dú)電離組相比,聯(lián)合組VCAM-1的表達(dá)增加;(6)聯(lián)合組血清GM-CSF表達(dá)水平在照后9d、12d顯著高于單獨(dú)電離組,IL-3表達(dá)水平于照后6d、9d、12d顯著高于單獨(dú)電離組。 造血損傷拮抗機(jī)制研究結(jié)果:(1)5.0Gyγ射線照射后1h,聯(lián)合組胞內(nèi)Ca2+濃度較單獨(dú)電離組有上升趨勢;照后24h,聯(lián)合組胞內(nèi)Ca2+顯著上升;(2)5.0Gyγ射線照射后,聯(lián)合組NF-ΚB表達(dá)無論在照后1h還是24h均較電離組增高,尤其在照后24h,聯(lián)合組NF-ΚB蛋白表達(dá)顯著高于單獨(dú)電離組。 結(jié)論:(1)預(yù)先給以120μW/cm2 900MHz微波照射能夠顯著提高小鼠存活率、延長存活時間,并在一定程度上促進(jìn)造血組織(骨髓組織、脾組織)的增生修復(fù),從而減輕γ射線對造血系統(tǒng)的損傷。 (2)從造血實(shí)質(zhì)細(xì)胞角度觀察,低強(qiáng)度微波照射可致正常小鼠BMHCs細(xì)胞周期一過性改變,使γ射線照后小鼠BMHCs bcl-2、Cyclin-D1/CDK4, Cyclin-E/CDK2 mRNA的表達(dá)增強(qiáng),輻射后阻滯于G0/G1期的造血細(xì)胞數(shù)明顯減少,HSCs/HPCs細(xì)胞的凋亡和增殖抑制程度減輕。 (3)從造血微環(huán)境角度觀察,低強(qiáng)度微波照射可減輕γ射線的BMSCs增殖抑制作用,提高BMSCs形成及貼壁能力,并通過誘導(dǎo)細(xì)胞黏附分子VCAM-1的表達(dá),促進(jìn)輻射損傷的BMSCs與造血細(xì)胞的黏附以及造血細(xì)胞相互間的黏附,進(jìn)一步刺激造血因子GM-CSF、IL-3的表達(dá),從而促進(jìn)細(xì)胞的增殖和分化。 (4)低強(qiáng)度微波照射通過誘導(dǎo)NF-ΚB表達(dá),引發(fā)一系列的信號分子級聯(lián)反應(yīng)拮抗機(jī)體的輻射損傷:①激活信號通路下游的cyclinD1/CDK4、Cyclin-E/CDK2分子表達(dá),調(diào)控細(xì)胞周期;②誘導(dǎo)Bcl-2凋亡抑制基因的表達(dá),減少細(xì)胞凋亡;③增強(qiáng)下游基因GM-CSF、IL-3等的表達(dá),刺激細(xì)胞增殖;④激活下游基因VCAM-1細(xì)胞黏附分子的表達(dá),促進(jìn)HSCs/HPCs增殖,最終促進(jìn)造血系統(tǒng)的重建。
【圖文】：

輸入 GTEM 電磁輻照室內(nèi)，經(jīng)過室內(nèi)的天線產(chǎn)生均勻的電磁場。內(nèi)部的電磁場功率密度由探頭接收后經(jīng)電腦讀出（見圖 1）。1.3.2 電磁輻射劑量測定在微波照射前，對電磁輻射裝置照射野進(jìn)行測量，以得到目的微波強(qiáng)度的區(qū)域（圖 2）。圖中分別顯示 12μW/cm2、120μW/cm2和 1200μW/cm2區(qū)域微波強(qiáng)度檢測的即時值和 5min 的持續(xù)值，圖中可以看出該照射裝置可作為持續(xù)穩(wěn)定的微波發(fā)射源。

電離組骨髓腔呈現(xiàn)“空虛期”，造血細(xì)胞極度減少，血竇結(jié)構(gòu)幾乎完全崩毀，髓腔內(nèi)廣泛出血，呈“血湖”狀（圖4-d）；復(fù)合組造血細(xì)胞較電離組增生明顯，以紅系、粒系等幼稚造血細(xì)胞為主（圖4-e）；照后 9d 電離組與復(fù)合組造血細(xì)胞均呈進(jìn)行性增多，各系細(xì)胞再生灶明顯，小梁附近、骨皮質(zhì)及血竇旁見大量幼稚紅細(xì)胞、粒細(xì)胞及巨核細(xì)胞成簇狀再生，復(fù)合組恢復(fù)較電離組快（圖 4-f）；照后 12d，復(fù)合組各系不同階段造血細(xì)胞比例及形態(tài)基本恢復(fù)至正常狀態(tài)，電離組仍未完全恢復(fù)，造血細(xì)胞較少，間質(zhì)仍有輕度彌漫性出血及水腫。圖 4 低劑量微波與 γ 射線照射后小鼠骨髓組織學(xué)病理觀察圖 4-a 對照組小鼠骨髓細(xì)胞腔（×100）圖 4-b 電離組 γ 射線照后 3d 小鼠骨髓（×400）圖4-c 復(fù)合組 γ 射線照后 3d 小鼠骨髓（×400）圖 4-d 電離組 γ 射線照后 6d 小鼠骨髓（×100）圖4-e 復(fù)合組 γ 射線照后 6d 小鼠骨髓（×100）圖 4-f γ 射線照后 9d 小鼠骨髓（×400）Fig.4. Light micrographs of mouse bone marrow tissue after low dose microwave and/or γ-rayirradiationFig.4-a Mouse cavitas medullaris control（×100）. Fig.4-b Mouse cavitas medullaris followingγ-ray irradiation on day 3（×400）. Fig
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：R-332

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 卑偉慧;曹毅;;電磁輻射的生物學(xué)效應(yīng)[J];輻射防護(hù)通訊;2007年03期

2 朱波,羅成基,郭朝華,程曉明,鄒仲敏,周進(jìn)明;輻射對培養(yǎng)小鼠骨髓基質(zhì)細(xì)胞核因子-κB的影響[J];第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報;2000年07期

3 陳幸華，羅成基，郭朝華，王慶余，，劉林，彭賢貴，陳兆珍，李才安;5．0　Gy放射損傷對小鼠早期骨髓造血基質(zhì)細(xì)胞周期及其DNA含量的影響[J];第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報;1996年03期

4 沈世人,陳景藻,劉守禮,陳濟(jì)中,張發(fā)科,牛中奇,朱鵬九,李緝熙;毫米波照射對小鼠外周血像及~(60)Co γ射線照射后骨髓細(xì)胞CFU-C生成量的影響[J];第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報;1990年02期

5 陳保東,袁先厚,江普查,陳衛(wèi)國,文志華;星形細(xì)胞腫瘤組織中核因子κB的表達(dá)與腫瘤增殖[J];第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報;2003年07期

6 劉樹錚,白歐,陳東,葉飛;低劑量輻射誘導(dǎo)細(xì)胞激活過程中基因和蛋白分子的變化(英文)[J];輻射研究與輻射工藝學(xué)報;2000年03期

7 劉曉秋,趙文正,趙阿津;γ射線與電磁輻射聯(lián)合對白血病細(xì)胞的作用研究[J];輻射研究與輻射工藝學(xué)報;2002年01期

8 徐茜;靳宗達(dá);董亮;童建;曹毅;;低劑量微波輻射減輕γ射線對小鼠造血系統(tǒng)的損傷[J];輻射研究與輻射工藝學(xué)報;2009年05期

9 田冰,賈彩麗,夏若虹,陳樹德;50Hz脈沖電場作用下胰島素構(gòu)象變化的拉曼光譜分析[J];光譜學(xué)與光譜分析;2004年11期

10 郭萬峰,丁桂榮,郭國禎;電磁幅射致兒童淋巴瘤的機(jī)制及研究現(xiàn)狀[J];國外醫(yī)學(xué).生物醫(yī)學(xué)工程分冊;2001年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 周永;三羥異黃酮對放射性造血損傷的防護(hù)作用及其機(jī)理研究[D];第三軍醫(yī)大學(xué);2005年

本文編號：2570412