中国辐射卫生  2004, Vol. 13 Issue (4): 245-247  DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2004.04.003

引用本文 

沈秀, 张荷清, 吴美羔, 宋永良. 137Cs γ射线亚致死剂量照射小鼠生物学效应的研究[J]. 中国辐射卫生, 2004, 13(4): 245-247. DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2004.04.003.
SHEN Xiu, ZHANG He-qing, WU Meigao, et al. Study on Biological Response of Mice with 137Cs γ-Rays Radiation at Sub-lethal Dosage[J]. Chinese Journal of Radiological Health, 2004, 13(4): 245-247. DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2004.04.003.

文章历史

收稿日期:2004-05-25
137Cs γ射线亚致死剂量照射小鼠生物学效应的研究
沈秀 , 张荷清 , 吴美羔 , 宋永良     
中国医学科学院中国协和医科大学放射医学研究所, 天津 300192
摘要目的 通过不同剂量137Cs γ射线照射小鼠, 观察不同剂量在不同时间相对机体的损伤情况, 对辐射损伤基础研究的生理指标提供本底数据, 为抗辐射功能性保健食品的研究提供参考指标。方法 以2, 3, 4, 5Gy 137Cs γ射线照射KM小鼠, 在照射后3, 5, 7, 14, 21 d分别取样对其血液、造血系统、免疫及遗传系统等生理指标的变化情况进行测试研究, 包括白细胞、微核率、骨髓DNA含量、胸腺指数及脾指数等。结果 研究表明, 白细胞、微核率、骨髓DNA含量、胸腺指数及脾指数等指标与照射强度和时间呈现一定的剂量-时效关系。以照射后3~5 d机体损伤最严重, 而后进入恢复期, 21d基本恢复正常。部分指标与未照射对照组比较差异有显著性。结论 对亚致死剂量γ射线照射下各种生理指标测试的结果是合理的、可靠的; 各种指标用于辐射损伤的研究是可行的, 同样可以用于辐射防护药物的研究。
关键词照射    白细胞    骨髓DNA    微核率    脾指数    胸腺指数    
Study on Biological Response of Mice with 137Cs γ-Rays Radiation at Sub-lethal Dosage
SHEN Xiu , ZHANG He-qing , WU Meigao , et al     
Institute of Radiation Medicine, Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College, Tianjin, China
Abstract: Objective This paper reports the research results of sub-lethal 137Cs γ-rays irradiation on Kunming species mice, and the damage degree of different irradiation dosages and stages in mice were determined.The aim is to provide background data for the basic research of physiological indexes about radiation damage, and thus offer reference data for functional health-food of anti-irradiation, as well. Methods The Kunming species mice were irradiated by 2, 3, 4, 5Gy of 137Cs γ-rays, and the samples of blood, hematopoietic system, immune system and genetic system were taken and determined, respectively, at 3, 5, 7, 14 and 21 day after irradiation.The varieties of biological indexes at different time were obtained, including the white blood cells (WBC), micro-kernel rate, DNA content of marrow, thymus index and spleen index, and so forth. Results The research manifested that all kinds of the biological indexes showed a relationship between dosage-time response and the irradiation intensity.The damage showed the most severe stage was at 3-5 days after irradiation, and then entered the recovery stage began.It did not get normal until after 21 days.By statistics treatment, some indexes of irradiated mice were of the evident differences compared with the control ones without irradiation. Conclusion Aftere sub-lethal dosages of γ-rays irradiation, the determined results of the various biological indexes in mice were reasonable and reliable.All indexes are available to the research of irradiation damage, and can be applied to the drug research of irradiation protection as well.
Key words: Irradiation    WBC    Marrow DNA    Micro-kernel Rate    Spleen Index    Thymus Index    

保健食品中多含有抗辐射作用的成分如多糖、生物碱类等。目前, 抗辐射功能类保健食品的研究多沿用抗辐射药物指标, 动物模型也用致死剂量照射, 然而药物与保健品的适宜人群在接受剂量上明显不同。本实验选择亚致死剂量以下4个不同照射剂量、不同的照射天数来观察其血液造血、遗传、免疫等几项敏感指标的损伤与恢复的动物模型, 为抗辐射功能类保健食品综合评价提供依据。

1 材料与方法 1.1 实验动物及分组

选用昆明种雄性健康小鼠369只, 体重30 g±2 g, 动物购于军事医学科学院实验动物中心(批准许可号为京动许字99001)。用69只小鼠计数白细胞, 分为4组, 另300只小鼠分布20组, 每15只一组, 设空白对照组和照射组。

1.2 照射剂量与指标

每次将小鼠放在周围有孔, 圆形的照射盒中采用137Cs源-γ射线全身一次性照射, 剂量率为0.905 2Gy/min。照射剂量为2, 3, 4, 5Gy, 于辐照后2, 5, 7, 10, 14, 21, 28 d计数外周血白细胞; 于辐照后3, 7, 14, 21 d测定脾脏和胸腺指数, 骨髓细胞DNA含量和骨髓嗜多染红细胞微核率。

1.3 主要仪器与试剂

751G分光光度计(上海分析仪器厂)、光学显微镜(OLYMPUS、日本)、血球计数板、冰乙酸、CaCl2、HClO4(分析纯), Giemsa应用液, 取1份Giemsa染液与6份磷酸缓冲液(pH6.8)混合而成, 小牛血清等。

1.4 实验方法与结果 1.4.1 外周血白细胞计数

照射前一天, 辐射后3, 5, 7, 10, 14, 21, 28 d眼眶取血计数白细胞, 实验方法参见医学动物实验方法进行[1], 结果见表 1

表 1 不同剂量照射后小鼠外周血白细胞总数变化情况(x±s)
1.4.2 骨髓细胞DNA含量的测定和骨髓嗜多染红细胞微核率的变化

对照组和辐射组按3, 7, 14, 21 d分别将小鼠脱臼处死, 取一侧骨髓测定DNA含量, 方法见新药(西药)临床指导原则汇编方法进行[2]; 取另一侧骨髓加少许小牛血清推片、染色计数微核数, 用微核率表示, 以上数据DNA含量采用方差分析, q检验; 微核采用泊松分布进行统计。见表 2 表 3

表 2 不同剂量照射后小鼠股骨骨髓DNA含量变化情况(x±s)

表 3 不同剂量照射后小鼠骨髓嗜多染红细胞微核率的变化情况(x±s)
1.4.3 胸腺指数和脾指数的变化

对照组和辐照组各15只, 按3, 7, 14, 21 d分别将小鼠脱臼处死, 处死前称体重(g), 取胸腺及脾脏称重(mg), 算出胸腺指数及脾脏指数, 见表 4 表 5 表 6, 以上数据采用方差分析, t检验。

表 4 不同剂量照射后小鼠体重的变化情况(g, x±s)

表 5 不同剂量照后小鼠胸腺指数的变化情况(x±s)

表 6 不同剂量照射后小鼠脾指数的变化情况(x±s)
2 讨论

哺乳动物对辐射最敏感的组织(以细胞死亡为指标)有造血组织、生殖上皮等。白细胞的变化规律与辐照剂量有直接关系, 由于白细胞对射线敏感, 照射后的变化出现早、持续久[3], 照射后第5天两组中剂量组(4、5 Gy)白细胞数降至低值(为原来的8 %~14 %), 以后逐渐恢复, 28 d后白细胞恢复接近70 %, 表明外周血白细胞受损严重, 而小剂量组(2、3 Gy)则受损程度较轻, 与对照组相比较轻, 28 d恢复80 %左右。可用来代替骨髓有核细胞计数的骨髓DNA含量的变化和骨髓嗜多染红细胞的变化呈剂量-时效线性关系, 即随辐照剂量的增加而受损程度也增加, 随辐照以后时间的增加而受损程度逐渐恢复, 21 d后DNA基本恢复正常, 微核恢复的要慢些。免疫系统的胸腺指数和脾指数也呈一定的线性关系, 辐照后第3、7 d受损较重, 第14天有回升, 21d又有所降低。以观察不同照射剂量下射线对生物体损伤的时相变化情况, 系统研究射线对机体造血及免疫系统损伤程度的生物学指标。

抗辐射功能类保健品的评价中可依据其种类不同分别取上述指标, 动态观察损伤和恢复过程。既可依据照后3~7 d内损伤的减轻, 也可判断照射2~3周恢复的加速, 对保健功能做综合评价。

参考文献
[1]
施新. 医学动物实验方法[M]. 北京: 人民卫生出版社, 1986: 269-270.
[2]
新药(西药)临床前研究指导原则汇编(药学药理学毒理学)[Z].中华人民共和国卫生部药政局, 105.
[3]
王换新, 张桂如. 电离辐射与细胞减少[M]. 北京: 原子能出版社, 1991: 4.