低剂量电离辐射对大鼠海马新生神经元树突生长发育的抑制作用

目的 观察电离辐射对幼年大鼠海马齿状回新生神经元树突生长发育的影响。方法 SD大鼠按随机数字表法分为照射组(20只)和健康对照组(20只),照射组给予单次2 Gy全脑照射。所有大鼠均予海马区立体定向注射反转录病毒标记新生神经元,免疫荧光染色观察照射后不同时间新生神经元树突形态的变化。结果 与健康对照组相比,照射组在照射后2周和4周新生神经元树突总长度、最长树突的长度均显著减少(t=3.10、2.07、2.94、4.02,P<0.05),神经元分支数在照射后2周显著减少(t=2.23,P<0.05)。照射后4周,海马区新生神经元数量显著降低(t=8.43,P<0.05)。结论 低剂量电离辐射可抑制幼年大鼠海马齿状回新生神经元的生长发育,这可能是射线致海马依赖的认知功能障碍发生的机制之一。     

电离辐射对大鼠海马区神经发生及TrkA和TrkB表达的影响

目的 探讨电离辐射对大鼠海马区神经发生以及TrkA、TrkB蛋白表达的影响。方法 将56只SD大鼠按随机数字表法分为照射组（28只）和健康对照组（28只）,照射组给予单次10 Gy全脑照射。分别于照后1、3 d,2周以及1个月取海马组织,应用免疫荧光染色观察神经元增殖变化,Golgi染色观察海马树突棘形态变化,Western blot及RT-PCR分别检测TrkA、TrkB蛋白及RNA水平变化。结果 与健康对照组比较,免疫荧光染色显示照射组双皮质素（DCX）数量明显减少（t=6.49,P<0.05）。照射组海马树突棘明显减少,且树突棘的形态变化明显。与健康对照组相比,照后不同时间照射组TrkA蛋白表达明显升高（t=2.64、3.06、4.80、2.64, P<0.05）,而TrkB的表达则显著下降（t=4.59、3.06、2.81、2.57, P<0.05）;TrkA mRNA表达水平明显升高（t=4.57、3.06、5.39、5.86, P<0.05）,TrkB的表达显著下降（t=14.87、11.69、4.98,P<0.05）。结论 作为神经生长因子、脑源性神经因子重要的下游信号通路分子,全脑照射后TrkA、TrkB的表达变化,可能在电离辐射所致海马神经发生损伤中发挥重要作用。     

受照脑胶质瘤细胞诱导神经干细胞旁效应

目的 探讨受照脑胶质瘤细胞U251是否可通过在未受照神经干细胞（NSCs）中产生旁效应从而影响神经干细胞的增殖、干性及分化等特性。方法 将细胞分为NSCs组、NSCs+U251组（与U251共培养的NSCs）和NSCs+受照U251组（与10 Gy X射线照射后的U251共培养的NSCs）。采用插入式小室共培养U251和NSCs。通过细胞计数、测量神经球直径等方法评估NSCs增殖、成球能力的变化;采用免疫荧光实验检测Nestin蛋白的表达评估NSCs干性维持能力的变化;检测Tuj1、GFAP蛋白的表达、测量分化后神经元细胞的树突数目、轴突长度以及胶质细胞突起终端数、突起长度等评估神经干细胞分化能力的变化情况。结果 NSCs+受照U251组的细胞数量明显低于NSCs+U251组（t=2.52,P<0.05）;NSCs+受照U251组的Nestin阳性率和成球能力明显低于NSCs+U251组（t=-3.50,P<0.05）;NSCs+受照U251组向神经元和胶质细胞（t=6.09,P<0.05）分化的比例和程度也明显低于NSCs+U251组。结论 受照胶质瘤细胞可通过电离辐射旁效应显著抑制未受照神经干细胞的增殖、干性和分化能力。     

磁共振弥散加权成像预测食管癌移植瘤放疗反应的实验研究

目的 探讨磁共振弥散加权成像（DWI）在预测食管癌放疗反应的应用价值。方法 将人食管癌Eca-109裸鼠皮下移植瘤模型按随机数表法分为实验组（14只,接受单次剂量15 Gy 6 MV X射线照射）和对照组（10只,无治疗）,均在实验组照射前及之后的1、6、13 d行DWI检测。比较不同时间点两组表观弥散系数（ADC）值及体积差异。结果 两组ADC值在第1天均下降,在第6、13天时实验组逐渐升高,并高于照射前,而对照组持续下降,两组比较,差异有统计学意义（F=6.178、16.181、58.733,P<0.05）,且ADC值的变化率差异有统计学意义（F=9.038、12.360、35.140,P<0.05）;而照射前两组ADC值差异无统计学意义（P>0.05）。与对照组比较,移植瘤体积在照射前及照射后的前4 d差异无统计学意义（P>0.05）,从第5天开始增长明显慢于对照组（F=28.587,P<0.05）。对照组移植瘤实验前的ADC、实验后第1天的ADC与其体积的后期变化存在线性相关关系,放疗后0~24 d,r值从-0.118逐渐升高至0.896。结论 磁共振ADC值可在食管癌移植瘤受照射后早期先于形态学发生变化,并且与肿瘤后期的体积变化存在相关关系。     

18F-FDG micro-PET代谢显像评估大鼠放射性认知功能障碍的实验研究

目的 研究大鼠放射性脑损伤模型中葡萄糖代谢与神经元活性的相关性,探讨2-¹⁸F-2-脱氧-D-葡萄糖（¹⁸F-FDG）micro-PET用于放射性认知功能障碍评估的潜在价值。方法 将3周龄雄性SD大鼠按照随机数表法分成对照组以及全脑照射组,每组10只,脑照射组利用小动物精确放疗仪给予10 Gy X射线照射,对照组不予照射。通过Morris水迷宫（MWM）实验评估大鼠认知功能,对两组大鼠脑部micro-PET图像数据进行对比分析,免疫组织化学染色检测神经元活性标记物c-Fos蛋白在脑内的表达变化,免疫荧光染色检测幼稚神经元标志物DCX及新生成熟神经元标志物BrdU/NeuN阳性细胞数的变化。结果 照射3个月后,与对照组相比,全脑照射的大鼠在MWM定向航行实验中第2至4天的潜伏期均显著延长（t=2.179、3.393、3.219,P<0.05）,MWM空间探索实验中的目标象限的探索时间百分比减少（t=3.857,P<0.01）,提示全脑照射可引起海马依赖性认知能力下降;SPM分析micro-PET图像显示全脑照射组海马区域葡萄糖代谢显著降低（t=5.12,P<0.05）;此外,全脑照射组海马区域神经元活性标记蛋白c-Fos的表达显著减少（t=14.22,P<0.01）,幼稚神经元标志物DCX及新生成熟神经元标志物BrdU/NeuN阳性细胞数均较对照组减少（t=18.77、9.304,P<0.01）。结论 全脑放疗后海马区域的葡萄糖代谢减低,与海马神经元活性下降及神经发生减少相一致,表明¹⁸F-FDG micro-PET可以作为评估放射性认知功能障碍的有效方法。     

X射线对人外周全血细胞nm23-H1基因表达的影响

目的 应用实时荧光定量反转录PCR的方法,分析不同剂量X射线对人外周全血细胞nm23-H1基因表达的影响,探讨运用nm23-H1基因表达变化作为电离辐射生物剂量计的可行性。 方法 采用X射线照射人外周全血细胞,于不同剂量(0～5 Gy)照射后不同时间点(0、6、12和24 h)收集细胞提取总RNA,并反转录为cDNA,利用实时定量PCR检测不同剂量照射后nm23-H1基因表达变化,分析其剂量-效应关系及时间-效应变化。结果 照后0 h,各剂量组之间nm23-H1基因表达变化差异无统计学意义(F=0.478,P> 0.05),照后6 h,在1～3 Gy照射剂量范围内,nm23-H1基因表达水平随剂量增加有增高的趋势(F=15.064,P<0.05),照后12 h,在1～5 Gy照射剂量范围内,nm23-H1基因表达水平随剂量增加而增高(F=3.435,P<0.05);照后24 h,各剂量组之间差异无统计学意义(F=0.444,P>0.05)。0、4 和5 Gy照射后,nm23-H1基因表达水平随时间的推移降低 (F=8.636、4.112、5.411,P<0.05);1 Gy照射后,不同时间点nm23-H1基因表达水平差异无统计学意义,仅12 h的 nm23-H1基因表达水平与0 h的表达水平差异有统计学意义(t=-2.527,P<0.05);2和3 Gy剂量照射后,nm23-H1基因表达水平均于24 h时降至最低点(F=12.517、6.622,P<0.05)。结论 电离辐射可诱导人外周血nm23-H1基因的表达改变,该基因的表达变化具有作为电离辐射生物剂量计应用于核辐射事故早期生物剂量估算的潜能。     

不同剂量X射线对cGAS-STING信号通路及肿瘤免疫微环境的影响

目的 研究不同剂量X射线照射对肝癌细胞免疫微环境及cGAS-STING信号通路的影响。方法 C57BL/C小鼠右侧腋部皮下注射Hepa 1-6肝癌细胞,建立皮下成瘤肝癌模型,按顺序随机分为0、4、8、12 Gy 照射组,每组10只,监测小鼠体重和肿瘤体积。照射后28 d收集标本,采用ELISA法和流式细胞术,比较各组肿瘤组织内巨噬细胞肿瘤坏死因子α(TNF-α)、干扰素γ(IFN-γ)、白介素6(IL-6)、趋化因子配体5(CCL5)、IL-10、IL-13、转化生长因子β(TGF-β)、IL-4和巨噬细胞M1、M2表型比例(M1/M2)的变化。采用实时荧光定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)和免疫印迹实验检测肝癌细胞cGAS-STING信号通路相关基因与蛋白表达情况。结果 随着照射剂量的增加,肿瘤体积明显减小(F=8.42,P＜0.05),细胞坏死比例增加(F=3.89,P＜0.05),除IL-4之外的巨噬细胞相关细胞因子含量增加(F=6.32~15.50,P＜0.05),肝癌肿瘤免疫微环境中的M1、M2型巨噬细胞的比例升高(F=5.46、5.14,P＜0.05)。肝癌细胞内的cGAS-STING信号通路基因表达与蛋白表达水平升高(mRNA:F=6.35、16.10,P＜0.05;蛋白:F=71.31、37.15,P＜0.05)。结论 X射线照射可激活肝癌细胞的cGAS-STING信号通路,促使肿瘤免疫微环境重塑。     

龙葵碱对骨肉瘤细胞放射敏感性的影响

目的 研究龙葵碱对骨肉瘤细胞放射敏感性的影响。方法 用龙葵碱处理骨肉瘤细胞,同时给予6 MV X射线照射,噻唑蓝（MTT）方法测定细胞增殖变化,流式细胞术测定细胞凋亡,Western blot检测细胞中Ki-67、PCNA、Bax、Cleaved Caspase-3蛋白水平,JC-1法检测线粒体膜电位,DCFH-DA法检测细胞中ROS水平,平板克隆实验测定放射敏感性。结果 与未经龙葵碱和照射后的细胞比较,龙葵碱或照射处理后骨肉瘤细胞增殖能力和Ki-67、PCNA蛋白水平均降低（F=55.165、50.667、23.389,P<0.05）,细胞凋亡率和Bax、Cleaved Caspase-3蛋白水平均升高（F=54.588、42.924、51.541,P<0.05）,线粒体膜电位下降（F=40.762,P<0.05）,细胞中ROS水平升高（F=79.055,P<0.05）。与龙葵碱或单纯照射的细胞比较,龙葵碱联合照射处理后的骨肉瘤细胞增殖能力和Ki-67、PCNA蛋白水平降低（F=55.165、50.667、23.389,P<0.05）,细胞凋亡率和Bax、Cleaved Caspase-3水平升高（F=54.588、42.924、51.541,P<0.05）,线粒体膜电位降低（F=40.762,P<0.05）,ROS水平升高（F=79.055,P<0.05）。龙葵碱对骨肉瘤细胞的放射增敏比为1.786。结论 龙葵碱抑制骨肉瘤细胞增殖并诱导凋亡,提高骨肉瘤细胞放射敏感性。     

模拟太阳粒子事件对脑的生物效应研究

目的 通过模拟太阳粒子事件辐射,探究其脑损伤效应,为载人深空探测所致辐射健康风险评估提供依据。方法 根据太阳粒子事件主要特征,利用90 MeV的质子全身照射小鼠,照射剂量分别为0、0.1、0.3、0.5、1和2 Gy,照射后3、7 d,采用平衡木测试、转棒测试和新物体识别进行小鼠行为学检测,采用高尔基体染色和尼氏染色法检测海马树突棘密度和尼氏小体数量;采用WST-8法、TBA法和高压液相法检测脑组织超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量和神经递质含量;采用TUNEL法检测细胞凋亡;采用线性和线性平方拟合方法分析剂量与损伤指标变化的量效关系;根据所有脑损伤指标的显著变化的最小剂量点确定脑损伤阈值。结果 与对照组相比,1 Gy质子照射后3和7 d出现丝状伪足树突棘密度显著减小(t=1.82、2.30,P＜0.05)、CA1区异常尼氏小体显著增加(t=2.44、3.77,P＜0.05),照射后7 d即可出现DA含量显著增加(t=2.52,P＜0.05)、Glu含量显著增加(t=4.04,P＜0.05);2 Gy质子照射后3 d出现SOD活力下降(t=3.44,P＜0.05),照射后3、7 d出现MDA含量增加(t=1.90、2.14,P＜0.05)、转棒上攀爬时间减少(t=2.85、2.64,P＜0.05)、新物体识别倾向性下降(t=2.87、2.84,P＜0.05)、海马细胞凋亡增加(t=3.91、3.54,P＜0.05)、5-HT水平增加(t=2.81、2.69,P＜0.05),且在0.1~2 Gy剂量范围内具有剂量-效应关系(R²=0.74~0.99)。结论 90 MeV质子导致小鼠脑损伤的剂量阈值为1 Gy,获得14种量效关系模型,为短期深空飞行乘员的器官剂量限值制定和风险评估提供了生物学依据。     

电离辐射致大鼠肠上皮细胞磷脂变化的研究

目的 观察电离辐射所致肠上皮细胞磷脂的变化,探讨放射性肠损伤的发生机制。方法 将大鼠小肠上皮细胞(IEC-6)分为3组:正常对照组、8 Gy X射线照射组和12 Gy X射线照射组。分别在照射后6和24 h,提取IEC-6细胞磷脂,利用液相色谱-质谱联用技术(HPLC-MS)测定辐射所致细胞磷脂的变化。结果 辐射后6 h,8 Gy照射组细胞磷脂未发生显著变化;12 Gy照射组细胞磷脂变化明显,其中磷脂酰甘油(PG)、磷脂酰肌醇(PI)和溶血磷脂酰胆碱(Lyso PC)均显著性上调(F=5.37、9.60、9.88,P<0.05)。而照射后24 h,两个辐射剂量组中多种磷脂酰乙醇胺(PE)和PG分子显著下调(F=5.15~99.77,P<0.05),12 Gy照射组中多种神经鞘磷脂(SM)显著上调(F=4.35~7.92,P<0.05)。结论 电离辐射可导致大鼠肠上皮细胞(IEC-6)磷脂代谢紊乱,其紊乱程度与辐射剂量相关。     

还原型谷胱甘肽对小鼠放射性肺损伤的影响

目的 研究还原型谷胱甘肽(GSH)对放射性肺损伤(RILI)小鼠的作用及其损伤机制。方法 100只BALB/c小鼠随机数字表法分为健康对照组、15 Gy组、30 Gy组、15 Gy+GSH组和30 Gy+GSH组,每组20只。GSH组小鼠腹腔注射0.2 ml 240 mg/ml GSH,单纯照射组腹腔注射等体积的生理盐水作对照,建立15和30 Gy X射线的RILI模型。于照射前、照射后1、2、3周收集血样,采用ELISA法检测MMP-9、TIMP-1、IL-4和IL-6的表达量,HE染色观察病理情况,并分析小鼠的体重和免疫系统变化。结果 照射后,小鼠的脾脏指数先急速下降,下降速度随照射剂量增加而降低(F=29.84,P<0.05);1周后随照射剂增加而慢慢上升(F=13.91、4.61,P<0.05)。血清MMP-9与IL-6表达随照射剂量增加而升高(F=81.27、10.86,P<0.05),TIMP-1和IL-4相反。随照射后时间延长,MMP-9表达量先上升后下降(F=52.22,P<0.05),TIMP-1和IL-4先下降后上升(F=138.96、8.48,P<0.05),IL-6表达始终上升。结论 GSH具有抗放射性肺损伤作用,尤其在低剂量照射下更明显。     

全脑照射对幼鼠海马神经元树突棘形态及密度的影响

目的:了解电离辐射对幼鼠海马齿状回(DG)区和CA1区树突棘形态及结构随时间变化的特点,为研究放射性认知功能障碍发生的分子机制提供详尽直接的形态学依据。方法:给予21 d龄SD大鼠单次剂量10 Gy全脑照射,观察照射后1、3个月大鼠认知功能改变,海马DG区和CA1区中树突棘密度及形态学变化。Western blot检测...     

电离辐射诱导乳腺癌细胞自噬相关基因DRAM表达的研究

目的 研究电离辐射对乳腺癌细胞株MCF-7自噬相关基因DRAM表达变化的影响.方法 采用GFP-LC3转染法检测自噬泡,实时荧光定量PCR方法检测DRAM基因表达,Western blot方法检测LC3和DRAM蛋白的表达,采用磷酸钙共转染法构建DRAM沉默细胞模型.结果 与假照组相比,8 GyX射线照射后细胞中GFP-LC3表达升高;时间-效应关系表明,在8 Gy照射后,自噬溶酶体蛋白LC3表达在2、4、8、16、24和32 h上升变化显著,各组均高于假照组(F=5.38、8.72、10.63、15.23、20.78和55.23,P＜0.05);DRAM蛋白表达在8 Gy照射后以时间依赖性增加,从2h开始上升,32 h达至最高值(F=116.34,P＜0.05).DRAM沉默细胞模型组中LC3和DRAM蛋白的表达明显低于假照组(F=20.36和40.35,P＜0.05);对DRAM沉默细胞模型组进行8 Gy照射后,DRAM蛋白表达与假照组相比虽有所增加,但仍低于8 Gy照射组;DRAM沉默细胞模型组LC3蛋白的表达也低于照射组,沉默前后差异均有统计学意义(F=50.34,P＜0.05).结论 X射线可能通过激活DRAM基因来促进乳腺癌细胞株MCF-7发生自噬.     

维生素D对不同剂量X射线照射小鼠免疫功能的保护作用

目的 观察维生素D对不同剂量X射线照射小鼠免疫功能的影响。方法 将小鼠采用随机数字表法分为5组:健康对照组、2 Gy和5 Gy照射组、2 Gy+药物(维生素D)组和5 Gy+药物(维生素D)组。给药组小鼠在不同剂量X射线照射后,连续7 d腹腔注射6 IU维生素D[1,25(OH)₂D₃]/g体重,于给药后第8天,5组小鼠均处死。测定小鼠体重、胸腺和脾脏指数,ConA诱导的脾脏T淋巴细胞增殖能力,ELISA法检测脾细胞IL-2的分泌量。结果 与健康对照组相比,2和5 Gy照射组小鼠脾脏T淋巴细胞增殖能力、脾细胞IL-2的分泌量均显著降低(F=36.20、7.13,P<0.05);与2 Gy照射组相比,2 Gy+药物组小鼠胸腺指数、脾脏指数、脾脏T淋巴细胞增殖能力均显著增高(t=-2.54、-2.24、-2.84,P<0.05);与5 Gy照射组相比,5 Gy+药物组小鼠的胸腺指数、脾细胞IL-2的分泌量显著增高(t=-5.02、-2.64,P<0.05)。结论 维生素D能够改善受照小鼠的免疫功能,但随照射剂量增大,改善作用减弱。     

调控Cox-2基因表达与食管癌细胞放射敏感性机制的初步探讨

目的 通过调控环氧合酶-2(Cox-2)基因表达来探讨影响食管癌细胞放射敏感性的机制.方法 通过构建C ox-2特异性siRNA,转染EC9706细胞,调控细胞内Cox-2表达,检测不同辐射剂量后MMP-2 、Bcl-2 mRNA、AKT蛋白和磷酸化AKT的表达,以及观察集落形成、细胞增殖、细胞凋亡、体外细胞侵袭能力,结果采用单因素方差分析进行统计学处理.结果 2和4 Gy照射后,上调组Bcl-2 mRNA表达量升高(F=3.36、4.32,P＜0.05);下调组MMP-2 mRNA表达量降低(F=3.86、8.09,P＜0.05),Bcl-2 mRNA表达量降低(F=3.73、5.64,P＜0.05),Bax mRNA表达量升高(F=7.03、7.42,P＜0.05).而各组细胞总AKT蛋白和磷酸化AKT蛋白印迹呈现上调组最强印迹,下调组最浅印迹.下调组细胞随照射量的增加凋亡率上升陡度最大,且差异有统计学意义(F=317.40,P＜0.05).G0～G1期细胞比例逐渐升高,S和G2～M期细胞比例逐渐降低,细胞增殖抑制率明显升高,体外侵袭实验穿透细胞数下降陡度最大.结论 调控C ox-2基因表达影响食管癌细胞放射敏感性的机制可能是,下调细胞内Cox-2 mRNA表达继而下调MMP-2、Bcl-2 mRNA表达,上调Bax表达,导致肿瘤细胞的侵袭及转移能力的降低,促进其向G0 ～G1期细胞转换,诱导细胞凋亡.同时使AKT和磷酸化AKT(pAKT)水平下降,影响PI3 K/Akt信号转导途径降低其放疗抗拒的能力.     

基于小动物精准放疗平台构建Wistar大鼠急性放射性食管炎动物模型

目的 基于小动物精准放疗平台(SARRP)建立Wistar大鼠急性放射性食管炎体内模型。方法 将36只Wistar大鼠按照随机数表法分为对照组、40、60和75 Gy组,每组9只。基于SARRP结合照射前磁共振图像(MRI)勾画大鼠食管靶区并制定计划,每次分别照射0、8、12和15 Gy,连续照射5 d,观察大鼠体重、进食量、食管病理和磁共振图像改变。结果 75 Gy组大鼠在照后第6天体重最先出现明显降低(P<0.05),照后第9天各照射组大鼠食管较对照组增粗(F=14.20,P<0.05)。照后第9天HE染色显示,40 Gy组放射性食管炎形成率为4/5,60 Gy 组食管炎形成率为5/5,且以轻度食管炎为主,75 Gy组食管炎形成率为5/5,其中3/5表现为重度。照后第9天各组大鼠病理损伤评分[M(Q₁, Q₃)]为0、1.0(0.5, 2.5)、1.0(1.0, 2.5)和4.0(1.5, 6.0),75 Gy组与对照组相比,差异有统计学意义(H=12.69,P<0.05)。动态监测颈部MRI图像后发现,照后第9天时各照射组大鼠食管信号增强变宽。结论 本实验基于小动物精准放疗平台结合MRI成功建立大鼠的急性放射性食管炎动物模型,75 Gy是最佳照射剂量,且第9天是最佳观察时间点。