不同剂量X 射线全身照射对小鼠部分免疫器官的影响

于纯淼， 付佳琪， 赵力松， 国立东， 郭 旭， 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150040；3. 黑龙江中医药大学中医药研究院， 哈尔滨150040)

随着核技术在工农业、医学生命科学等方面应用的迅速发展，加之信息产业技术的突飞猛进，人群接受长时期、低剂量电离辐射的危害已越来越严重。越来越多地接触放射物质和辐射源，可导致机体出现各种电离辐射损伤，主要包括骨髓抑制、造血组织功能障碍、外周血白细胞下降以及免疫功能降低等方面[1-4]。辐射已严重危害着人类的健康，辐射的危害已不容忽视。

免疫系统对电离辐射极度敏感，辐射损伤机体免疫系统的器官、组织，损伤淋巴细胞的质量，最终导致机体免疫功能明显降低。脾脏是机体最大的免疫器官，含大量淋巴细胞，具有很高的辐射敏感性； 胸腺为中枢免疫器官，也是T 细胞发育、分化、成熟的重要场所，在免疫系统中发挥重要的作用[5-8]。本实验观察了不同剂量X 射线辐射后，对小鼠免疫器官胸腺、脾脏的影响，探讨免疫器官对X 射线辐射的放射生物学效应的规律，期望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 材料与方法

1.1 实验动物

清洁级BALB/c 小鼠192 只，雌雄各半，6～8 周龄，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)2013-012]。小鼠饲养于动物屏障环境 [SYXK(黑)2013-012]，适应环境一周后开始试验。

1.2 试药、试剂与仪器

氯化钠注射液购自哈尔滨三精艾富西药业； 冰乙酸购自山东佰仟化工有限公司； 总超氧化物歧化酶(T-SOD)测试盒、丙二醛(MDA)测试盒、考马斯亮蓝蛋白测定试剂盒均购自南京建成生物工程研究所产品。

CLINAC21EX型医用电子直线加速器购自美国瓦里安医疗系统公司； AG135 型电子分析天平购自梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司； DK-98-1 型电热恒温水浴锅购自天津市泰斯特仪器有限公司；SP-752型紫外可见分光光度计购自上海光谱仪器有限公司； TGL-16G 型高速台式离心机购自上海安亭科学仪器厂； XH-D型漩涡混匀器购自上海比朗仪器制造有限公司； 3-5N 型低速离心机购自湖南恒诺仪器设备有限公司。

1.3 照射条件

X 射线照射， 源皮距100 cm， 剂量率2.0 Gy/min，将各组小鼠分别装入狭小塑料盒中限制其运动，放置于治疗床上，将准直器调整与塑料盒尺寸相同，一次全身照射。

1.4 方法

192 只小鼠随机分为6 组，雌雄各半： 正常对照组和单次照射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 只小鼠颈椎脱臼法处死后取胸腺和脾脏，用滤纸吸干残血后，称重(mg)，用以计算胸腺指数和脾脏指数[器官重(mg)/体质量(g)×10]。取一部分做组织匀浆，测定匀浆中的SOD 和MDA 含量。

1.5 统计学处理

所测数据以x-± s 表示， 采用SPSS19.0 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 辐射对小鼠胸腺和脾脏指数的影响

如表1 所示，在相同取样时间，各剂量组小鼠辐照后胸腺、脾脏指数与对照组比较均显著降低，且指数降低程度与辐照剂量呈正相关。相同辐照剂量，不同取样时间，各组小鼠胸腺、脾脏指数均呈现先降低后升高趋势。

2.2 辐射对小鼠胸腺、脾脏组织MDA 的影响

如表2 所示，在相同取样时间，各剂量组小鼠辐照后胸腺、脾脏中MDA 含量与对照组比较均显著升高，相同辐照剂量，各组小鼠胸腺中MDA含量随取样时间延长呈升高趋势，各组小鼠脾脏中MDA 含量呈先升高后降低趋势。

2.3 辐射对小鼠胸腺、脾脏组织SOD 的影响

如表3所示， 在相同取样时间， 各剂量组小鼠辐照后胸腺、脾脏中SOD 含量与对照组比较均显著降低， 相同辐照剂量， 各组小鼠胸腺中SOD 含量随取样时间延长呈先升高后降低趋势； 辐照2.0 Gy、3.0 Gy、4.0 Gy 组小鼠脾脏中SOD 含量随取样时间延长呈升高趋势， 辐照5.0 Gy、6.0 Gy 组小鼠脾脏中SOD 含量随取样时间延长呈先升高后降低趋势。

表1 辐照后小鼠胸腺、脾脏指数的变化

表2 辐照对小鼠胸腺、脾脏组织MDA 的影响 nmol/mg 蛋白

表3 辐照对小鼠胸腺、脾脏组织SOD 的影响 U/mg 蛋白

3 讨论

生物分子损伤是一切辐射生物效应的物质基础。产生电离辐射生物学效应的最基本的原因是由于放射线与物质的相互作用导致的生物分子的电离激发的直接作用以及由此而产生的自由基导致的继发作用[9]。而对于辐射引起的组织细胞的损伤，生物机体具有完善的防御体系， 有一系列的修复体系。如SOD 作为抗氧化酶可清除体内的自由基，从而在一定程度上使生物分子和细胞免受损伤，消除其对机体的损害， 具有抗衰老、提高机体免疫力作用，其活性高低可反映机体抵抗自由基的能力[10]。当机体细胞受到自由基攻击时，细胞内的脂质过氧化物会大量降解产生MDA，所以其含量变化可反映机体脂质过氧化水平，从而进一步反映细胞受自由基攻击的程度。

本实验以小鼠胸腺、脾脏为研究对象， 观察了不同剂量X 射线照射下，不同时间组织中SOD 和MDA 的变化情况。结果表明， 取样时间相同， 各剂量组小鼠胸腺、脾脏指数与对照组比较均显著降低， 且指数降低程度与辐照剂量呈正相关； 相同辐照剂量， 不同取样时间，各组小鼠胸腺、脾脏指数均呈现先降低后升高趋势。因二者均为电离辐射敏感器官， 经照射后胸腺细胞、脾脏细胞均出现不同程度的凋亡， 胸腺小体和脾小体缩小或完全消失，体积明显缩小， 变化程度与辐照剂量有直接关系。但随着辐照后取样时间延长，细胞损伤开始进行自我修复，细胞数量增加， 体积增大，同时表现出低剂量辐照开始恢复时间较高剂量辐照开始恢复时间早且不同组织恢复时间不同的规律，表明在辐照范围(2.0～6.0 Gy)条件下高剂量辐照的损伤强度较低剂量辐照高， 但在辐照后一定时间均可发生自我修复。

当机体处于低剂量的电离辐射时，因生物体具有完善的防御机制，会产生了大量相关的酶类保护组织免受自由基攻击，SO D 活力升高，所以MDA 含量会维持在一个相对较低的水平，当损伤因素解除，机体在短时间内会恢复正常。随辐射剂量增大，机体抗氧化机制受到破坏，随着自由基的不断增多，SOD 被大量消耗，细胞被无法清除的自由基攻击，大量脂质过氧化物降解， MDA含量增加。这可能是脾脏、胸腺组织中MDA 含量经不同剂量X 射线照射后变化的原因，而 MDA含量也会随着SOD 活性的降低而升高。

综述所述，在所观察照射剂量和测定时间内，X射线对小鼠免疫器官的影响与辐照剂量正相关。不同组织重量恢复时间，低剂量辐照先于高剂量辐照。MDA 含量与辐照剂量、辐照取样时间呈正相关，SOD 活性呈负相关。