自1980年美国密苏里大学Luckey教授[1]提出,小剂量电离辐射对生物体具有刺激效应以来,低剂量电离辐射的放射生物效应研究深受国内外学者的重视。辐射与肿瘤的关系是躯体效应中最重要的研究课题之一;有关低剂量全身照射对肿瘤转移的影响,国内尚未见有正式报道。本文对动物实验研究初步证明,小剂量电离辐射对小鼠的肿瘤转移有着明显的抑制作用,现将实验结果报道如下:
1 材料与方法 1.1 动物:近交系C57BL/6小鼠(雌雄兼用,6~8周龄,18~20克)由本校实验动物中心提供,实验前词养一周。
1.2 主要试剂:培养液:RBMI-1640(美国Gibco)加15%FCS、25mM Hepes、丙酮酸钠1mM及5 ×10-2mM二巯基乙醇,青、链霉素各100u/ml,PH7.2~7.4。
3H-TdR(3H-胸腺嘧啶核苷)购自北京中国原子能研究院同位素研究所
ConA购自中科皖生化所东风厂
1.3 瘤细胞株B16黑色素瘤引自北京中国医科院药物研究所。
YAC-1引自中科院上海细胞研究所。
1.4 照射X线单次全身照射用Simens深部治疗机,电压200kV、电流10mA,滤片0.5mmCu,源皮距245.5厘米,剂量率12.5mGy/min, 照射剂量分别为0、25、50、75、100mGy。
1.5 肺转移荷瘤小鼠的制备及现察将体外原代培养处于对数生长期的B16 黑色素瘤细胞,用RPMI-1640培液洗二遍后,以l×l08/ml悬浮于RPMI-1640中(台盼兰检测活性在95%以上),经眼球后静脉丛。在照后24小时每鼠注射0.1 ml 1 ×105个B16黑色素瘤细胞悬液,接种Bia黑色素瘤细胞后第18天,颈稚脱臼处死小鼠、取肺,以Bouin氏液固定,在解剖镜或放大镜下计数肺各叶转移的黑色素瘤结节。
1.6 胸腺及脾脏细胞计数取接受75mGy照射后24小时小鼠胸腺及脾脏制成单细胞悬液进行计数。
1.7 小鼠脾脏对ConA刺激的淋巴细胞摻入率測定。取接受75mGy照后24小时小鼠脾脏制成单细胞悬液1 × 107/ml细胞悬浮于含15% FCS的RPMI-1640培液中,加入20 μg/ml ConA培养56小时后加3H-TdR (每孔1.85 ×104Bq/20μl),继续培养至72小时后收获,用FJ-2107液闪计数,结果以cpm/l06个细胞表示。
1.8 NK活性测定[2]用LDH释放法。选用YAC-1为耙细胞,效靶比为50 : 1,在酶联仪570nm处测OD值,接下式计算杀伤率:
照后24小时,经右眼球后静脉给小鼠注射生理盐水稀释3倍的印度墨水(英国产)0.1ml, 注射后1、5、10分钟,用4
利用
经0、25、50、75、lOOmGy—次照射后,于18天处死小鼠,观察肿瘤肺转移情况,结果见表 1。可以看出,照射组肺转移结节数明显低于对照组(P < 0.05~0.01),其中以75mGy照射组肺转移结节数最少。
细胞功能的影响对0、75mGy照射后24小时小鼠胸腺、脾脏进行细胞计数,并对巨噬细胞功能进行了测定,结果见表 2。结果显示,75mGy—次全身照射后24小时胸腺及脾脏细胞数増多;巨噬细胞MΦ功能増强(P < 0.01)。
75mGy照后24小时脾脏淋巴细胞掺入率较对照组有明显増加(P < 0.0l),NK活性有明显增强(P < 0.0l)。说明75mGy单次照射后24小时小鼠免疫功能增加。
本文应用眼球后静脉丛注入B16黑色素瘤细胞的血道转移模型研究了低剂量单次全身照射的抗肿瘤转移作用,国内文献未见报道。结果显示,照射剂量在0~100 mGy、剂量率为12.5mGy的条件下,照射组小鼠的肺转移结节数明显低于对照组,尤以75 mGy组的结节数为最少。由此表明,低剂量全身一次照射,对小鼠体内肿瘤肺转移有抑制作用。为探讨其抗肿瘤转移机理,我们在最佳照射条件下对有关的免疫学参数进行了检测,结果表明,胸腺及脾细胞数较对照组明显增多(P < 0.05);巨噬细胞功能明显増强(P < 0.0l); 脾淋巴细胞对ConA刺激的反应性明显増多与对照组有常非常显著差别(P < 0.0l),NK活性照后24小时较对照组明显增强(P < 0.0l),以上结果在文献中也有类似报道[5]。
Naylor指出:胸腺系通过对T细胞分化的控制来影响B16细胞的转移作用,低剂量照射使胸腺细胞数增加,免疫监视功能増强,从而抑制了早期肿瘤转移灶的建立;淋巴细胞可通过细胞毒作用或细胞溶解作用而直接杀伤肿瘤细胞;MΦ及NK细胞是机体抗肿瘤转移的主要细胞,MΦ主要影响原发瘤的浸润和浸入血管阶段起主要作用,而NK细胞则对血道运行和穿出血管建立微转移灶等过程影响较大,故NK活性的增强在抗肿瘤转移中的作用十分重要。许多实验证实,NK细胞的抗肿瘤转移作用主要是促进瘤细胞的清除,而不是使瘤细胞在特定的器官中停驻减少。Barlozzari T et al等用放射性标记的瘤细胞在动物体内的动态变化表明,在瘤细胞攻击后不久,肺中最初停驻的瘤细胞数目在髙低NK活性的动物体内后有明显差异,但24小时后,在高NK活性小鼠中显著降低,瘤细胞的释放或清除迅速提高,在其它器官中无瘤细胞的明显重分布。相反在低活性的鼠中静注瘤细胞从肺毛细血管床的清除减少,且实验性转移频率增高。
木文的实验结果提示,低剂量照射刺激了免疫功能,它通过细胞毒细胞溶解增加吞噬功能促进瘤细胞的清除等免疫监视作用,抑制了早期肿瘤转移灶的建立,从而増强了机体抗肿瘤转移能力,机体免疫功能增强可能是低剂量全身照射对肿瘤实验性肺转移抑制的重要机理之一。有关小剂量电离辐射抗肿瘤转移的确切机理,尚有待进一步探讨。
本工作得到本校附属医院放射肿瘤科于海忠教授、许鹰医师的大力协助,特此致谢!
[1] |
Luekey TD: Hormesis with Ionizing radia-tion. CRC Press; Boea Raton, Fla, 1980.
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[2] |
Carol K, etal, J Imm Meth 1983; 64: 313
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[3] |
陶义训, 等.临床免疫学检验(上册), 上海科技出版社, 1986.
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[4] |
Okimuta T, et al, Japan Jpharmaeol, 1986; 41: 229.
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[5] |
刘树铮, 等. 低剂量辐射刺激作用的实验研究[J]. 中华放射医学与防护杂志, 1989, 9(4): 247. |