抗氧化劑對輻射誘導小鼠造血系統(tǒng)損傷的防護作用及機制研究.pdf

1、本文主要從以下幾部分進行論述：
　　第一部分 蝦青素對輻射誘導小鼠造血系統(tǒng)損傷的防護作用
　　目的：電離輻射通過直接作用和間接作用對機體造成損傷，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)對電離輻射特別敏感，骨髓造血抑制是機體受到全身照射(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骨髓造血系統(tǒng)輻射損傷的作用。
　　方法：將C57BL/6小鼠分為對照組、4Gy照射組和4Gy照射+25mg/kg、50mg/kg、100mg/kg三種濃度蝦青素給藥組，用血細胞計數(shù)儀計數(shù)外周血及骨髓細胞數(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小鼠隨機分為對照組、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對急性和持久性造血系統(tǒng)輻射損傷的作用。用血細胞計數(shù)儀計數(shù)外周血細胞和骨髓細胞數(shù)目;用流式細胞儀檢測造血祖細胞和造血干細胞的比例、細胞內(nèi)ROS含量、DNA損傷、細胞凋亡、NRF2相關蛋白及線粒體內(nèi)外細胞色素C的表達;用免疫熒光染色檢測細胞內(nèi)NRF2水平;蛋白質印跡

4、分析用于評估細胞內(nèi)NRF2及凋亡相關蛋白的表達;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驗用于檢測造血祖細胞增殖能力和造血干細胞自我更新能力。
　　結果：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胞數(shù)目，輻射防護效果最好。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胞數(shù)目，

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

6、是通過間接作用使機體內(nèi)的水分子電離產(chǎn)生大量活性氧(reactive oxygen species，ROS)，造成細胞DNA雙鏈斷裂和氧化損傷。造血干細胞(hematopoietic stem cells，HSCs)對全身照射(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的羥自由基(·OH)反應起到抗氧化作用。本研究旨在探索富氫水對輻射誘導小鼠HSCs損傷的防護作用及作用機制。
　　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小鼠隨機分為四組：對照組(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，用血細胞計數(shù)儀計數(shù)外周血細胞數(shù)目和骨髓細胞數(shù)目;用流式細胞儀檢測造血祖細胞(hematopoietic progenitor cells，HPCs)和HSCs的比例、細胞內(nèi)ROS含量、細胞周期、細胞凋亡和NRF2相關蛋白的表達;用免疫熒光染色檢測細胞內(nèi)γ-H2AX和8-oxoG水平;用蛋白質印跡分析評估周期相關蛋白P21的表達;用酶活性測定試劑盒檢測SOD、GPX和·OH活性;用CFU-GM實驗檢測HPCs的增殖能力，用骨髓競爭性移

9、植實驗檢測HSCs的自我更新能力。
　　結果：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胞數(shù)目，改善白細胞分化偏倚損傷;使單側股骨骨髓細胞數(shù)目提高35.4％;CFU-GM實驗顯示富氫水使受照后HPCs克隆形成能力提高47.8％;骨髓移植實驗顯示富氫水使造血干細胞的自我更新能力有所提高。富氫水的輻射防護作用可能與清除造血干細胞內(nèi)過量ROS、調(diào)節(jié)細胞周期進程和減少造血干細胞凋