不同剂量X 射线照射对小鼠外周血细胞的影响

于纯淼, 赵力松, 郭 旭, 孟 丹, 于栋华

(1. 黑龙江中医药大学药学院, 哈尔滨150040; 2. 哈尔滨医科大学附属第四医院放化疗科, 哈尔滨150001; 3. 黑龙江中医药大学中医药研究院, 哈尔滨150040)

不同剂量X 射线照射对小鼠外周血细胞的影响

于纯淼1, 赵力松2, 郭 旭2, 孟 丹1, 于栋华3

(1. 黑龙江中医药大学药学院, 哈尔滨150040; 2. 哈尔滨医科大学附属第四医院放化疗科, 哈尔滨150001; 3. 黑龙江中医药大学中医药研究院, 哈尔滨150040)

目的 探讨不同剂量X射线电离辐射对小鼠外周血细胞的影响。方法 192只小鼠随机分为6组: 对照组、单次照射2.0 Gy、3.0 Gy、4.0 Gy、5.0 Gy、6.0 Gy组。每组各32只，除对照组外，其余5组用直线加速器射线照射。6组小鼠于每个时间点各取8只，分别于照射后的24 h、48 h、96 h、192 h摘眼球取血测红细胞(RBC)、白细胞(WBC)、血小板(PLT)和血红蛋白(HGB)含量。结果 与对照组比较，RBC含量在不同取样时间有下降趋势; WBC含量急剧下降，且在相同测定时间呈现辐射剂量与WBC数量降低幅度正相关关系; PLT含量呈下降趋势，且辐射剂量与降低幅度正相关; 各照射剂量组在不同测定时间内，HGB含量随测定时间延长而降低。结论 在所观察照射剂量(2 Gy、3 Gy、4 Gy、5 Gy、6 Gy)和测定时间(24 h、48 h、96 h、192 h)，不同外周血细胞受辐射后含量变化规律不同，辐射对白细胞含量影响较大，对红细胞、血小板、血红蛋白作用不明显。

不同剂量辐射; X射线; 外周血细胞; 小鼠

为较全面和系统了解电离辐射对小鼠外周血细胞的影响，本实验观察了不同剂量X射线辐射后，在不同时间小鼠外周血细胞的变化情况，探讨外周血细胞对X射线辐射的放射生物学效应的规律，期望为急性电离辐射损伤动物模型的建立、辐射防护及剂量研究提供一些实验依据。

1 材料与方法

1.1 动物

清洁级BALB/c小鼠192只，雌雄各半，体质量20±2 g，由黑龙江中医药大学药物安全性评价中心提供[SCXK(黑)2013-004]。

1.2 试药、试剂与仪器

氯化钠注射液, 哈尔滨三联药业有限公司, 批号140110D11; 乙二胺四乙酸二钾盐(分析纯), 天津市科密欧化学试剂有限公司, 批号20140118。XT-2000iv全自动五分类血液分析仪, 日本Sysmex公司; 美国VARIAN医用电子直线加速器CLINAC21EX，哈尔滨医科大学附属第四医院放疗科提供。

1.3 照射条件

X射线照射, 源皮距100 cm, 剂量率2.0 Gy/min,全身照射。

1.4 方法

192只小鼠随机分为6组: 对照组和单次照射2.0 Gy组、3.0 Gy组、4.0 Gy组、5.0 Gy组及6.0 Gy组。分别于照射后24 h、48 h、96 h、192 h每组(包括对照组)取8只小鼠摘眼球取血用于测定红细胞计数(RBC)、白细胞计数(WBC)，血小板(PLT)数和血红蛋白(HGB)含量。

1.6 统计学处理

所测数据以表示，采用SPSS 19.0统计软件进行统计处理分析，组间比较采用t检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 辐射对小鼠外周血RBC的影响

如表1所示，不同剂量照射组小鼠的RBC相对于对照组的RBC数量均有下降，且在相同测定时间呈现辐射剂量与RBC含量降低幅度正相关。

2.2 辐射对小鼠外周血WBC的影响

如表2所示, 受辐照后, 小鼠血液中WBC数量急剧下降, 不同剂量照射组相对于对照组的WBC含量均有显著差异(P＜0.01)，且在相同测定时间呈现辐射剂量与WBC数量降低幅度正相关。其中单次照射2.0 Gy、3.0 Gy、4.0 Gy组第24 h测定的WBC数量为该组的最低值, 此后WBC数量开始升高; 单次照射5.0 Gy、6.0 Gy组96 h测定的WBC数量为最低值, 192 h测定时WBC数量有所升高。

2.3 辐射对小鼠外周血PLT影响

如表3所示，在相同测定时间，不同剂量照射组相对于对照组的PLT数量呈下降趋势，且辐射剂量与降低幅度正相关。各照射剂量组在不同测定时间内，PLT含量有先升高后降低的趋势。

2.4 辐射对小鼠外周血HGB含量的影响

如表4所示, 不同剂量照射组96 h、192 h测定时, HGB数量相对于对照组呈下降趋势, 且192 h测定呈现辐射剂量与HGB数量降低幅度正相关的关系。各照射剂量组在不同测定时间内，HGB含量随测定时间延长而降低。

表1 不同照射剂量对小鼠RBC的影响 1012/L

表2 不同照射剂量对小鼠WBC的影响 109/L

表3 不同照射剂量对小鼠PLT的影响 109/L

表4 不同照射剂量对小鼠HGB的影响 g/L

3 讨论

机体受到辐射作用后，会对造血功能产生影响，使血细胞的增殖、分裂下降，血细胞来源减少，可引起外周血象不同程度的变化，但由于各类血细胞的寿命不同，它们的变化是有差别的[1]。各类血细胞作为体内的“功能细胞”，其数量或质量如果发生异常，可以影响全身的功能状态，严重的可危及生命。本实验中用可致急性电离辐射损伤的2.0～6.0 Gy X射线照射小鼠,从而研究不同剂量辐射对外周血细胞数量的影响。

应用不同剂量X射线对小鼠进行照射后，在所观察时间，小鼠血液中红细胞数量有所降低但变化并不明显。且呈现出照射剂量越高，开始减少越早、程度也越重的关系。由于实验辐照剂量对小鼠循环血中的红细胞并无直接杀伤作用，对红细胞的寿命也无明显影响。但辐照后造血干细胞的增殖和分化会受到抑制，红系造血祖细胞和原始幼稚的红系骨髓前体细胞的辐射敏感性也很高，照射后数量大减、增殖分裂活性锐减[2]。成熟红细胞来源不济，因此外周血中红细胞数可见变化。

受照射后白细胞数量急剧减少，一方面是由于白细胞寿命短，造血组织受损后来源中断所致，又因白细胞比红细胞放射敏感性高，特别是末梢血中的淋巴细胞受射线的照射可直接致死[3]。实验过程中观察到，白细胞的降低速度和程度与照射剂量明显关系，照射剂量越大，白细胞数降低越快、幅度越大。而不同剂量组白细胞数量达到最低值水平和出现时间不同。白细胞数达到最低值后开始升高, 进入恢复期, 该结果与李德冠等[4]的结论一致。

照射后外周血血小板数量可有明显减少, 其减少幅度与照射剂量有关。小鼠的血小板寿命为4 d,实验中所观察时间内，观察到6.0 Gy组照射后在192 h血小板数降低近于零。

红细胞的生理功能是由其中的血红蛋白来完成的。辐照后血红蛋白量在早期无明显下降趋势，照射后血红蛋白开始减少的时间与程度与照射剂量有关。在所观察期时间内，血红蛋白含量变化规律与红细胞变化规律基本相同。

综上所述，本研究将不同剂量辐照组小鼠和对照组小鼠的血象做了动态比较，研究表明，在所观察时间内，不同外周血细胞的变化规律不同，白细胞的辐照敏感性最强，其变化的严重程度和照射剂量呈正相关；红细胞、血小板和血红蛋白在所照射剂量范围也会出现剂量性依赖下降。本实验可以为急性电离辐射损伤动物模型的建立、辐射防护及剂量研究提供实验依据。

[1] 陈家佩, 毛秉智. 辐射血液学-基础与临床 [M]. 北京: 军事医学科学出版社, 2001:13-14.

[2] Dainiak N.Hematologic consequences of exposure to ionizing radiation[J]. Exp Hematol, 2002, 30(6):513-528.

[3] 孟威宏, 史国兵. 电离辐射损伤防护与中药抗辐射研究[M].北京: 人民军医出版社, 2011:81-82.

[4] 李德冠, 王月英, 吴红英, 等. 电离辐射对不同品系小鼠造血功能的影响[J]. 中国辐射卫生, 2010, 19(3):261-263.

Effects of X-ray Irradiation with Different Dosages on Immune System in Mice

YU Chun-miao1, ZHAO Li-song2, GUO Xu2, MENG Dan1, YU Dong-hua3
(1. Heilongjiang University of Chinese Medicine, Harbin 150040, China; 2. Department of Radiotherapy and Chemotherapy, the Fourth Affiliated Hospital of Harbin Medical University, Harbin 150040, China; 3. Institute of Traditional Chinese Medicine, Heilongjiang University of Chinese Medicine, Harbin 150040, China)

ObjectiveTo explore the effects of the different dosages irradiation of X-ray on immune system in mice. Method A total of 192 mice, which were randomly divided into 6 groups: the normal control group, single irradiated experimental groups with the radiation dosages of 2.0 Gy, 3.0 Gy, 4.0 Gy, 5.0 Gy, 6.0 Gy respectively, irradiated by linear accelerator. 24 h, 48 h, 96 h, 192 h after irradiation, blood samples were taken from 8 mice of each group for detection of red blood cells (RBC), white blood cells (WBC), platelets (PLT) and hemoglobins (HGB).ResultsCompared with the control group, the content of RBC decreased in the different sampling time point. The content of WBC had significant decreased, during the same detecting time, the radiation dosage and the reduction extent of the content of WBC show a positive correlation. The content of PLT decreased, with a positive correlation between the radiation dosage and reduction extent. During different measuring time of each experimental group, the content of HGB decreased with the extension of time.ConclusionThere are different changing rules of contents among different peripheral blood cells after radiation, radiation had great influence on the content of WBC, while had no significant influence on other peripheral blood cells.

Different dose of radiation; X-ray; Peripheral blood cell; Mice

Q95-33

A

1674-5817(2016)05-0374-04

10.3969/j.issn.1674-5817.2016.05.010

2016-04-18

黑龙江省博士后资助项目(LBH-Z13157); 黑龙江中医药大学科研基金(2012BS04); 黑龙江中医药大学优秀创新人才支持计划资助

于纯淼(1978-), 男, 博士, 副教授, 研究方向: 中药保健食品研制与开发。E-mail: yuchunmiao@163.com

于栋华(1979-), 女, 博士, 副研究员, 研究方向: 中药药性理论及药效物质基础研究。E-mail: yudonghua1015@163.com