二甲雙胍對造血免疫系統(tǒng)輻射損傷防護(hù)作用及分子機(jī)制研究.pdf

1、核事故受照人員以及臨床上接受放射治療的腫瘤患者，會出現(xiàn)各種輻射損傷，其中造血系統(tǒng)對輻射高度敏感，尤其是造血干細(xì)胞(HSCs)損傷會導(dǎo)致持久性骨髓抑制甚至個(gè)體死亡，目前尚無有效治療手段，因此研發(fā)造血系統(tǒng)輻射損傷預(yù)防和治療藥物具有重要的社會意義和臨床價(jià)值。我們前期研究發(fā)現(xiàn)氧化應(yīng)激水平升高是介導(dǎo)亞致死劑量(6-6.5 Gy)受照小鼠造血干細(xì)胞衰老、骨髓長期抑制的主要機(jī)制。應(yīng)用抗氧化制劑具有一定的治療作用。二甲雙胍是廣泛應(yīng)用的Ⅱ型糖尿病治療藥物

2、，近年來研究發(fā)現(xiàn)有抗氧化和抗衰老的作用，具有防止糖尿病心血管并發(fā)癥及腫瘤預(yù)防作用。本項(xiàng)研究通過體外、體內(nèi)照射模型，探討二甲雙胍對輻射引起的造血免疫損傷的防護(hù)作用，尤其是在接受4 Gy全身照射(TBI)小鼠HSCs功能損傷的保護(hù)作用，并探討其作用機(jī)制。
　　為觀察二甲雙胍對造血免疫細(xì)胞輻射損傷的保護(hù)作用，分離C57BL/6小鼠骨髓、胸腺及脾臟細(xì)胞，加入不同濃度二甲雙胍孵育30 min后接受不同劑量γ射線照射，孵育過夜后進(jìn)行細(xì)胞活力測

3、定，結(jié)果顯示二甲雙胍對照射引起的造血免疫細(xì)胞損傷具有一定的保護(hù)作用。
　　為了研究二甲雙胍對TBI小鼠造血免疫系統(tǒng)輻射損傷的保護(hù)作用，我們將C57BL/6小鼠分為對照組、照射組和照射給藥組，在30d生存率實(shí)驗(yàn)中，二甲雙胍能夠提高接受致死劑量(7.2 Gy) TBI小鼠的生存率。利用4 Gy全身照射模型，探討了二甲雙胍不同劑量、不同給藥時(shí)間對骨髓細(xì)胞輻射損傷的保護(hù)作用，確定小鼠受照前24 h灌胃給藥250mg/kg劑量，受照后持續(xù)給

4、藥7d，能夠提高受照小鼠外周血細(xì)胞計(jì)數(shù)、骨髓有核細(xì)胞計(jì)數(shù)和脾結(jié)節(jié)計(jì)數(shù);CFU-GM和CAFC實(shí)驗(yàn)表明4 Gy照射可以引起造血祖細(xì)胞和造血干細(xì)胞功能損傷，而二甲雙胍能夠提高受照小鼠造血祖細(xì)胞和造血干細(xì)胞的增殖能力，骨髓競爭移植實(shí)驗(yàn)表明，二甲雙胍可以提高受照小鼠造血干細(xì)胞長期再植能力。
　　二甲雙胍輻射防護(hù)機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)，二甲雙胍能夠降低受照小鼠造血細(xì)胞中活性氧(ROS)水平，qRT-PCR實(shí)驗(yàn)表明二甲雙胍可以降低受照小鼠造血細(xì)胞中NO

5、X4mRNA表達(dá)水平，這與二甲雙胍能夠降低受照小鼠造血細(xì)胞中ROS水平有關(guān)。對造血細(xì)胞的pl6mRNA表達(dá)和凋亡水平的研究表明，二甲雙胍可以降低受照小鼠造血細(xì)胞中p16mRNA表達(dá)水平、不影響細(xì)胞的凋亡率，提示二甲雙胍對造血系統(tǒng)輻射損傷的防護(hù)作用與改善輻射誘導(dǎo)造血細(xì)胞的衰老有關(guān)，而與凋亡途徑無關(guān)。全基因組表達(dá)譜芯片分析結(jié)果顯示，接受4Gy照射小鼠HSCs中mTOR、S6K、S6基因的表達(dá)均上調(diào)，說明照射可能激活了HSCs中mTOR信號通

6、路，而給藥后能夠抑制這些基因表達(dá)的上調(diào)，提示二甲雙胍可能能夠抑制受照小鼠HSCs中mTOR通路的活性。
　　總之，我們首次系統(tǒng)地研究了二甲雙胍對造血免疫系統(tǒng)輻射損傷的防護(hù)作用，初步闡明了二甲雙胍對4 Gy受照小鼠造血干細(xì)胞的損傷有保護(hù)作用，闡明了這一保護(hù)作用與二甲雙胍能夠降低造血干細(xì)胞氧化應(yīng)激水平和衰老有關(guān)，降低造血干細(xì)胞氧化應(yīng)激水平與二甲雙胍調(diào)節(jié)NOX4mRNA表達(dá)水平有關(guān)。也有可能與二甲雙胍對mTOR通路調(diào)節(jié)作用有關(guān)。我們的研