抗氧化劑對(duì)輻射誘導(dǎo)小鼠造血系統(tǒng)損傷的防護(hù)作用及機(jī)制研究.pdf

1、本文主要從以下幾部分進(jìn)行論述：
　　第一部分 蝦青素對(duì)輻射誘導(dǎo)小鼠造血系統(tǒng)損傷的防護(hù)作用
　　目的：電離輻射通過直接作用和間接作用對(duì)機(jī)體造成損傷，直接作用是電離輻射產(chǎn)生的巨大能量直接作用于生物大分子造成損傷，間接作用是電離輻射首先使機(jī)體內(nèi)的水分子電離產(chǎn)生大量的活性氧(reactive oxygen species，ROS)，造成生物大分子和生物膜的損傷。造血系統(tǒng)對(duì)電離輻射特別敏感，骨髓造血抑制是機(jī)體受到全身照射(total

2、body irradiation，TBI)后的臨床表現(xiàn)之一。蝦青素(Astaxanthin，ATX)是一種低毒、強(qiáng)效的天然抗氧化劑，可以有效的清除ROS。本研究旨在探討蝦青素對(duì)骨髓造血系統(tǒng)輻射損傷的作用。
　　方法：將C57BL/6小鼠分為對(duì)照組、4Gy照射組和4Gy照射+25mg/kg、50mg/kg、100mg/kg三種濃度蝦青素給藥組，用血細(xì)胞計(jì)數(shù)儀計(jì)數(shù)外周血及骨髓細(xì)胞數(shù)目，初步研究蝦青素的最佳給藥濃度。利用4Gy或6Gy全

3、身照射形成造血系統(tǒng)輻射損傷小鼠模型，將C57BL/6小鼠隨機(jī)分為對(duì)照組、ATX組、TBI組和TBI+ATX組，照射前給藥3天，照射后繼續(xù)給藥7天，照射后第12天或60天檢測ATX對(duì)急性和持久性造血系統(tǒng)輻射損傷的作用。用血細(xì)胞計(jì)數(shù)儀計(jì)數(shù)外周血細(xì)胞和骨髓細(xì)胞數(shù)目;用流式細(xì)胞儀檢測造血祖細(xì)胞和造血干細(xì)胞的比例、細(xì)胞內(nèi)ROS含量、DNA損傷、細(xì)胞凋亡、NRF2相關(guān)蛋白及線粒體內(nèi)外細(xì)胞色素C的表達(dá);用免疫熒光染色檢測細(xì)胞內(nèi)NRF2水平;蛋白質(zhì)印跡

4、分析用于評(píng)估細(xì)胞內(nèi)NRF2及凋亡相關(guān)蛋白的表達(dá);酶活性測定試劑盒用于檢測SOD、CAT和GPX1的酶活性;CFU-GM和骨髓競爭性移植實(shí)驗(yàn)用于檢測造血祖細(xì)胞增殖能力和造血干細(xì)胞自我更新能力。
　　結(jié)果：與25mg/kg和100mg/kg蝦青素給藥濃度相比，50mg/kg蝦青素可以顯著提高受照后下降的外周血及骨髓細(xì)胞數(shù)目，輻射防護(hù)效果最好。此外，與單純照射組相比，給予蝦青素可以提高急性和持久性造血損傷小鼠的外周血和骨髓造血細(xì)胞數(shù)目，

5、增強(qiáng)造血干、祖細(xì)胞的自我更新及增殖能力，起到輻射防護(hù)作用。蝦青素可能通過降低骨髓造血細(xì)胞內(nèi)ROS、DNA損傷和凋亡起到防護(hù)作用，這些變化與激活NRF2通路和調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)蛋白表達(dá)有關(guān)。
　　結(jié)論：蝦青素通過降低電離輻射引起的ROS和細(xì)胞凋亡對(duì)小鼠造血系統(tǒng)急性及持久性損傷起到防護(hù)作用，為開發(fā)新的低毒高效的輻射防護(hù)候選藥研究提供依據(jù)。
　　第二部分 富氫水對(duì)小鼠造血干細(xì)胞輻射損傷的防護(hù)作用
　　目的：電離輻射對(duì)機(jī)體的損傷主要

6、是通過間接作用使機(jī)體內(nèi)的水分子電離產(chǎn)生大量活性氧(reactive oxygen species，ROS)，造成細(xì)胞DNA雙鏈斷裂和氧化損傷。造血干細(xì)胞(hematopoietic stem cells，HSCs)對(duì)全身照射(total body irradiation，TBI)產(chǎn)生的ROS高度敏感，骨髓造血功能抑制是造血系統(tǒng)輻射損傷的臨床表現(xiàn)之一，目前缺乏安全有效的治療措施。富氫水(hydrogen-rich water,HW)是富含

7、高濃度H2的液體，可特異性與自由基中氧化性能最強(qiáng)的羥自由基(·OH)反應(yīng)起到抗氧化作用。本研究旨在探索富氫水對(duì)輻射誘導(dǎo)小鼠HSCs損傷的防護(hù)作用及作用機(jī)制。
　　方法：利用4Gy全身照射形成小鼠造血系統(tǒng)輻射損傷模型，將C57BL/6小鼠隨機(jī)分為四組：對(duì)照組(Control)、富氫水給藥組(HW)、4Gy全身照射組(TBI)和4Gy照射給藥組(TBI+HW)，照射前10min灌胃富氫水，照射后繼續(xù)給予富氫水7天。照射后第15天處死小

8、鼠，用血細(xì)胞計(jì)數(shù)儀計(jì)數(shù)外周血細(xì)胞數(shù)目和骨髓細(xì)胞數(shù)目;用流式細(xì)胞儀檢測造血祖細(xì)胞(hematopoietic progenitor cells，HPCs)和HSCs的比例、細(xì)胞內(nèi)ROS含量、細(xì)胞周期、細(xì)胞凋亡和NRF2相關(guān)蛋白的表達(dá);用免疫熒光染色檢測細(xì)胞內(nèi)γ-H2AX和8-oxoG水平;用蛋白質(zhì)印跡分析評(píng)估周期相關(guān)蛋白P21的表達(dá);用酶活性測定試劑盒檢測SOD、GPX和·OH活性;用CFU-GM實(shí)驗(yàn)檢測HPCs的增殖能力，用骨髓競爭性移

9、植實(shí)驗(yàn)檢測HSCs的自我更新能力。
　　結(jié)果：富氫水可以提高受致死劑量照射小鼠的30天生存率;給予富氫水治療后與4Gy全身照射前比較可以提高外周血細(xì)胞數(shù)目，改善白細(xì)胞分化偏倚損傷;使單側(cè)股骨骨髓細(xì)胞數(shù)目提高35.4％;CFU-GM實(shí)驗(yàn)顯示富氫水使受照后HPCs克隆形成能力提高47.8％;骨髓移植實(shí)驗(yàn)顯示富氫水使造血干細(xì)胞的自我更新能力有所提高。富氫水的輻射防護(hù)作用可能與清除造血干細(xì)胞內(nèi)過量ROS、調(diào)節(jié)細(xì)胞周期進(jìn)程和減少造血干細(xì)胞凋