二甲雙胍對造血免疫系統(tǒng)輻射損傷防護作用及分子機制研究.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，尤其是造血干細胞(HSCs)損傷會導致持久性骨髓抑制甚至個體死亡，目前尚無有效治療手段，因此研發(fā)造血系統(tǒng)輻射損傷預防和治療藥物具有重要的社會意義和臨床價值。我們前期研究發(fā)現氧化應激水平升高是介導亞致死劑量(6-6.5 Gy)受照小鼠造血干細胞衰老、骨髓長期抑制的主要機制。應用抗氧化制劑具有一定的治療作用。二甲雙胍是廣泛應用的Ⅱ型糖尿病治療藥物

2、，近年來研究發(fā)現有抗氧化和抗衰老的作用，具有防止糖尿病心血管并發(fā)癥及腫瘤預防作用。本項研究通過體外、體內照射模型，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功能損傷的保護作用，并探討其作用機制。
　　為觀察二甲雙胍對造血免疫細胞輻射損傷的保護作用，分離C57BL/6小鼠骨髓、胸腺及脾臟細胞，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，孵育過夜后進行細胞活力測

3、定，結果顯示二甲雙胍對照射引起的造血免疫細胞損傷具有一定的保護作用。
　　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生存率實驗中，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、不同給藥時間對骨髓細胞輻射損傷的保護作用，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胞計數、骨髓有核細胞計數和脾結節(jié)計數;CFU-GM和CAFC實驗表明4 Gy照射可以引起造血祖細胞和造血干細胞功能損傷，而二甲雙胍能夠提高受照小鼠造血祖細胞和造血干細胞的增殖能力，骨髓競爭移植實驗表明，二甲雙胍可以提高受照小鼠造血干細胞長期再植能力。
　　二甲雙胍輻射防護機制研究發(fā)現，二甲雙胍能夠降低受照小鼠造血細胞中活性氧(ROS)水平，qRT-PCR實驗表明二甲雙胍可以降低受照小鼠造血細胞中NO

5、X4mRNA表達水平，這與二甲雙胍能夠降低受照小鼠造血細胞中ROS水平有關。對造血細胞的pl6mRNA表達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胞中p16mRNA表達水平、不影響細胞的凋亡率，提示二甲雙胍對造血系統(tǒng)輻射損傷的防護作用與改善輻射誘導造血細胞的衰老有關，而與凋亡途徑無關。全基因組表達譜芯片分析結果顯示，接受4Gy照射小鼠HSCs中mTOR、S6K、S6基因的表達均上調，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的上調，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)輻射損傷的防護作用，初步闡明了二甲雙胍對4 Gy受照小鼠造血干細胞的損傷有保護作用，闡明了這一保護作用與二甲雙胍能夠降低造血干細胞氧化應激水平和衰老有關，降低造血干細胞氧化應激水平與二甲雙胍調節(jié)NOX4mRNA表達水平有關。也有可能與二甲雙胍對mTOR通路調節(jié)作用有關。我們的研