低剂量重离子辐射诱导小鼠的适应性反应和褪黑素的辐射保护作用研究

研究目的： 1.研究碳离子辐射对小鼠不同组织抗氧化酶活性及细胞周期进程的影响。 2.研究低剂量碳离子预辐射对离体培养的黑色素瘤B16细胞及正常小鼠诱导的适应性反应。 3. 研究褪黑素（MLT）对碳离子的辐射损伤防护效应。 4. 研究碳离子层叠法辐照对H22荷瘤小鼠的治疗效果。研究方法： 1.采用不同剂量的碳离子辐照小鼠，用黄嘌呤氧化酶法检测外周血、肝脏及脑组织中抗氧化酶活性变化，流式细胞仪检测细胞周期阻滞情况。 2.采用低剂量碳离子预辐射离体培养的黑色素瘤B16细胞及正常小鼠，间隔4h后再以攻击剂量辐照，常规组织切片染色观察各组织器官病理变化，流式细胞仪检测细胞周期阻滞情况，黄嘌呤氧化酶法检测小鼠胸腺、脾脏及B16细胞中抗氧化酶活性，Western-blot法检测胸腺细胞及B16细胞中P53及P21蛋白表达情况，RT-PCR法检测CHK2及CDC25mRNA的表达水平。 3.在碳离子辐照小鼠1h前腹腔注射褪黑素，单细胞电泳方法检测胸腺、脾脏细胞的DNA损伤情况，微核法表征外周血的染色体损伤，黄嘌呤氧化酶法测定胸腺、脾脏细胞的抗氧化酶活性。 4.以碳离子层叠法辐照H22荷瘤小鼠，统计不同剂量照射后的肿瘤体积变化、肿瘤抑制率、肿瘤生长延迟天数及治愈率。结果： 1、小鼠血清和肝脏组织在辐射剂量较低（≤0.75Gy）时SOD活性高于对照组，随着辐射剂量的增高，SOD活性趋于降低；MDA含量在辐射剂量较低（≤0.3Gy）时低于对照，随着辐射剂量的增高其含量趋于升高；脑组织GSH浓度在照射剂量较低（≤0.5Gy）时大于对照组，随着照射剂量的升高其浓度趋于降低；低剂量辐射小鼠引起胸腺G2期细胞比例增加，脾脏G1期细胞比例增加。 2、小鼠肝脏、脾脏、肺脏及脑组织在攻击剂量辐射后，出现明显的病理变化，低剂量预辐射处理后病理变化减轻；低剂量预辐射增加胸腺G2期细胞及脾脏G1期细胞比例；相对于单纯攻击剂量辐射组，低剂量预辐射组胸腺组织P53及P21蛋白表达升高；CHK2 mRNA水平升高，CDC25 mRNA水平降低；脾脏及胸腺组织中SOD活性降低程度减弱，MDA含量升高趋势减弱。B16细胞经低剂量预辐射处理后上述指标均未发生明显变化。 3、与辐照处理组相比，褪黑素处理后小鼠的脾脏胸腺细胞DNA损伤拖尾率及彗尾长度明显降低；SOD活性升高，MDA含量降低，外周血微核率降低。 4、在不同剂量的碳离子辐照处理后观察的12天内，各组肿瘤生长速度减慢，生长延迟，肿瘤抑制率随时间而增加。15Gy照射组肿瘤生长速度最慢，肿瘤抑制率最大，肿瘤生长延迟最为明显，而且肿瘤治愈率达到30%。结论： 1． 低剂量12C6+离子全身辐照小鼠应激激活机体抗氧化系统，随辐射剂量的增加，机体抗氧化能力明显降低，导致脂质过氧化发生；低剂量的碳离子辐射导致小鼠胸腺细胞G2期阻滞，脾脏细胞发生G1期阻滞。 2． 低剂量12C6+离子预辐射引发小鼠正常机体产生适应性反应，减轻随后的大剂量辐射造成的损伤；低剂量12C6+离子预辐射对小鼠黑色素瘤B16细胞未引发适应性反应。 3． 15mg/kg的MLT可以对小鼠的重离子辐射损伤产生明显的防护效果。 4． 12C6+离子适形治疗小鼠移植性肿瘤H22，荷瘤鼠的存活时间、肿瘤体积变化、肿瘤的控制率、治愈率等结果显示，15Gy为最佳治疗剂量