細(xì)胞粘附分子與輻射劑量關(guān)系的研究.pdf

1、核戰(zhàn)爭(zhēng)和災(zāi)難性核事故會(huì)造成大量放射性損傷的傷員，在此類(lèi)傷員的緊急醫(yī)學(xué)救治中，快速準(zhǔn)確確定受照劑量，是判定傷情、預(yù)測(cè)病情發(fā)展，制定科學(xué)救治策略，合理利用有限醫(yī)療資源，提高救治效率和存活率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 現(xiàn)行的人員受照劑量檢測(cè)方法分物理和生物兩大類(lèi)。物理方法測(cè)量直接而準(zhǔn)確但必須事先有充分準(zhǔn)備。而核戰(zhàn)爭(zhēng)和核事故的發(fā)生常具有突然性和不可預(yù)測(cè)性，受照人群通常無(wú)防備，受照之后又要求立即撤離現(xiàn)場(chǎng)，此時(shí)，直接用物理方法測(cè)量輻射場(chǎng)的劑量不僅不方便而

2、且基本喪失了檢測(cè)價(jià)值，因此，物理方法測(cè)量在實(shí)際應(yīng)用中存在很大的局限性。這種情形下，最好的方法就是用生物劑量計(jì)來(lái)替代物理劑量?jī)x的測(cè)定。 生物劑量計(jì)是人體受到電離輻射后，利用體內(nèi)某種生物材料在數(shù)量、含量、活性、功能等方面出現(xiàn)的變化與照射劑量間的量效關(guān)系來(lái)反映個(gè)體受到輻射劑量的一種吸收劑量評(píng)估方法。與物理方法相比，生物測(cè)量是針對(duì)個(gè)體進(jìn)行的，受人體流動(dòng)和照射方式等不確定因素的影響較小，給出的劑量更能反映人體受到照射的真實(shí)劑量，更便于在事

3、故早期對(duì)大批傷員進(jìn)行快速分類(lèi)診斷，從而即時(shí)正確指導(dǎo)傷員的醫(yī)學(xué)處理。理想的輻射生物劑量計(jì)應(yīng)具備以下幾個(gè)基本條件：對(duì)電離輻射有特異性或至少在人群中自發(fā)本底值很低；具有較高的靈敏度，且與照射劑量相關(guān)性較好；局部與整體照射的效果一致；對(duì)各類(lèi)射線均具有較好的反應(yīng)；對(duì)大劑量急性照射和對(duì)小劑量累積照射均有較好的劑量—效應(yīng)關(guān)系；不受環(huán)境誘變劑的干擾；個(gè)體間變異?。环椒ê?jiǎn)便，取材方便，不增加受檢者痛苦；測(cè)定方法快速，最好能在取樣后48h內(nèi)給出劑量結(jié)果；有

4、可能借助于儀器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 國(guó)內(nèi)外研究評(píng)估生物受照劑量的方法和指標(biāo)有很多，主要包括淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)、各類(lèi)染色體畸變的分析、微核分析、早熟染色體凝集分析(PCC)、線粒體DNA4977(mtDNA4977)、血型糖蛋白A(GPA)、次黃嘌呤—鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖基轉(zhuǎn)移酶(HPRT)基因突變分析、基因微陣列分析等等。尚有許多指標(biāo)正在研究之中。這些分析方法和指標(biāo)存在的一個(gè)普遍問(wèn)題是，指標(biāo)適用的劑量范圍較窄，且因各實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)方法不統(tǒng)一，實(shí)驗(yàn)操作的

5、熟練程度等原因，同一指標(biāo)報(bào)道的變異系數(shù)較大。除淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)和染色體分析在低劑量范圍能較好反映輻射劑量外，其它指標(biāo)并不十分為大家所認(rèn)同。有些指標(biāo)分析費(fèi)時(shí)、費(fèi)工、不適合早期快速診斷的要求。隨著形勢(shì)的發(fā)展，追求理想生物劑量指標(biāo)的努力一直在世界范圍進(jìn)行著。我國(guó)生物劑量計(jì)的研究大體上是一種跟蹤研究。盡管在染色體畸變、GPA、HPRT突變分析等方面都有研究報(bào)道，有些方法也應(yīng)用于國(guó)內(nèi)輻射事故受照劑量的回顧性對(duì)比調(diào)查，但所有分析都面臨國(guó)外同類(lèi)分析的同類(lèi)

6、問(wèn)題。 鑒于上述情況，為便于在突發(fā)核、放射事故醫(yī)學(xué)救援中快速準(zhǔn)確分類(lèi)診斷傷員，尋找新的、適合早期快速準(zhǔn)確分的生物劑量指標(biāo)，建立完整的生物劑量檢測(cè)技術(shù)和評(píng)價(jià)體系很有必要。 細(xì)胞粘附分子(celladhesionmolecules，CAMs)泛指一類(lèi)調(diào)節(jié)細(xì)胞與細(xì)胞間、細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)間相互結(jié)合和起粘附作用的膜表面糖蛋白。它們?cè)谂咛サ陌l(fā)育和分化、維持正常組織結(jié)構(gòu)、炎癥反應(yīng)和免疫應(yīng)答、凝血與血栓形成、創(chuàng)傷的愈合、腫瘤的擴(kuò)散與轉(zhuǎn)移

7、等許多生理和病理過(guò)程中發(fā)揮著重要的生物學(xué)功能。白細(xì)胞、內(nèi)皮、上皮細(xì)胞均可表達(dá)CAMs。根據(jù)編碼CAMs基因及其產(chǎn)物的功能特點(diǎn)，將已鑒定的CAMs分為4大家族：選擇凝集素家族(selectinfamily)、整合素家族(integrinfamily)、免疫球蛋白超家族(immunoglobulinsuperfamily,IGSF)和鈣粘附素家族(cadherinfamily)。另外，還有一些未歸類(lèi)的粘附分子，如CD44和CD45等。

8、 近年來(lái)的研究表明，腫瘤病人在接受一定劑量的射線放療后，患者血液及腫瘤周?chē)M織CAMs的表達(dá)發(fā)生改變，這種改變與照射劑量存在良好的量效關(guān)系。這些結(jié)果給我們啟示，能否通過(guò)檢測(cè)照射后不同時(shí)間CAMs表達(dá)的水平及其介導(dǎo)的細(xì)胞粘附遷移功能分析，來(lái)反映生物體的受照劑量。本研究通過(guò)對(duì)人外周血細(xì)胞離體γ線照射后粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞及單核細(xì)胞表達(dá)的不同CAMs的變化，單個(gè)核細(xì)胞對(duì)不同底物的粘附能力，大鼠不同劑量γ線照射后，單個(gè)核細(xì)胞對(duì)不同底物的粘附遷移能

9、力及淋巴細(xì)胞表面FcγⅡ受體的變化的觀察，探索細(xì)胞粘附分子及其介導(dǎo)的細(xì)胞功能作為輻射生物劑量計(jì)的可能性。 研究?jī)?nèi)容研究照后不同時(shí)間，單個(gè)核細(xì)胞、粒細(xì)胞不同CAMs表達(dá)量與照射劑量的關(guān)系； 細(xì)胞對(duì)特異性、非特異性底物粘附能力與照射劑量的關(guān)系； 動(dòng)物整體照射對(duì)觀察指標(biāo)的驗(yàn)證。 實(shí)驗(yàn)方法無(wú)菌采集人外周靜脈血，肝素化后立即接受不同劑量γ線照射，加入等量體積細(xì)胞培養(yǎng)液。在照后立即、照后6h、12h及24h，利用流式

10、細(xì)胞術(shù)方法，直接熒光標(biāo)記定量分析粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞及單核細(xì)胞表面不同粘附分子表達(dá)量的變化。Ficoll法分離單個(gè)核細(xì)胞，不同底物包被未經(jīng)組織處理的培養(yǎng)板，用細(xì)胞粘附方法(adhesionassay)分析單個(gè)核細(xì)胞對(duì)不同底物的粘附能力，觀察不同劑量γ線照射后單個(gè)核細(xì)胞粘附能力的改變情況。在前二者基礎(chǔ)上，觀察大鼠整體受不同劑量γ線照射后不同時(shí)間單個(gè)核細(xì)胞粘附能力及遷移能力的改變情況，用流式細(xì)胞術(shù)分析淋巴細(xì)胞表面FcγⅡ受體表達(dá)情況。

11、結(jié)果(1)照后不同時(shí)間，淋巴細(xì)胞表面的粘附相關(guān)CD分子變化不明顯。但CD29在中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞表面的表達(dá)具有一定的量效關(guān)系。中性粒細(xì)胞照后24h，4Gy組比未照射組下降13.9％，6Gy組比未照射組下降33.1％(P＜0.05)，而在照后6h，CD29的表達(dá)在2Gy、4Gy組升高。與未照射組相比，中性粒細(xì)胞，2Gy照后CD29升高22.0％，4Gy組升高7.1％，單核細(xì)胞，2Gy照后CD29升高15.7％，4Gy組升高11.3％，但

12、P均＞0.05。照射后不同時(shí)間CD54，CD18，CD11b在單核細(xì)胞上的表達(dá)與照射劑量呈反比，與照射劑量存在一定的量效關(guān)系。CD11a，CD49d在粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞的表達(dá)與照射劑量關(guān)系不明顯。(2)細(xì)胞粘附結(jié)果顯示，顯微鏡下可觀察到照射組粘附的細(xì)胞數(shù)目均多于未照射組。單個(gè)核細(xì)胞受γ射線照射后，對(duì)IgG底物的粘附能力在照后6h、12h、24h均有不同程度的增加。對(duì)特異性的β1-整合素底物的粘附能力在照射后6h，2Gy、4Gy組

13、比未照射組升高，而6Gy組則輕微下降，與流式細(xì)胞術(shù)所測(cè)得的CD29的變化規(guī)律基本一致。未經(jīng)底物包被處理的實(shí)驗(yàn)組，照射組與未照射組所測(cè)的OD值基本上沒(méi)有什么改變。(3)大鼠整體受照射后，用不同底物包被培養(yǎng)板，顯微鏡下觀察，在三個(gè)照射組，基本未見(jiàn)到細(xì)胞粘附。進(jìn)一步流式細(xì)胞術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，介導(dǎo)單個(gè)核細(xì)胞與IgG底物粘附的FcγⅡ受體在照后6h，2Gy組下降26.4％，4Gy組下降51.9％，6Gy組下降40.3％，與未照射組比較，三者P＜0.01

14、。(4)大鼠整體照射后，PBMC的遷移能力降低，2Gy組降低21.1％，4Gy下降24.4％，6Gy組下降47.8％(P=0.08)。 結(jié)論離體人血受γ線照射后，單個(gè)核細(xì)胞粘附分子的表達(dá)發(fā)生變化，這種變化導(dǎo)致其介導(dǎo)的細(xì)胞粘附能力的改變。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，單個(gè)核細(xì)胞上CD29表達(dá)及單個(gè)核細(xì)胞對(duì)底物IgG的粘附在一定照射劑量范圍與照射劑量存在一定的量效關(guān)系。大鼠全身受γ線照射后，單個(gè)核細(xì)胞遷移能力下降，對(duì)底物IgG的粘附能力降低，究其原