由于重核裂变产物¹⁴⁷Pm为纯β辐射体核素, 释放的是软β粒子, 又具有适宜的物理半衰期, 因而目前我国都采用¹⁴⁷Pm作为荧光涂料的激发能源而得到广泛应用, 用于表面描绘和彩色电视屏等尤为普遍^〔1〕。而且¹⁴⁷Pm在核辅助动力装置系统中也得到普遍使用^〔2〕。因此, 随之而来的¹⁴⁷Pm作为一个环境污染物而摄入人体的可能性就大为增加。考虑到DNA是对辐射敏感的靶分子, 各种辐射效应均以DNA结构和功能的变化为基础, 而在对生物遗传物质DNA的辐射效应研究中, 细胞的UDS(非程序性DNA合成)变化可用于反映出DNA的修复能力^〔3〕, 为此, 本文探讨了荧火涂料激发能源¹⁴⁷Pm在摄入体内不同放射性活度时, 诱发体细胞中的外周免疫器官脾淋巴细胞和生殖细胞中精子的UDS效应研究。

1 实验方法 1.1 不同放射性活度¹⁴⁷Pm诱发脾淋巴细胞UDS效应

实验选用BALB /c雄性小白鼠, ¹⁴⁷Pm原液放射性比活度为17.5GBq /ml, 作为DNA前身物的³ H-TdR放射性比活度为37MBq /ml ^〔4〕, 均为放射纯和化学纯。随机分三个实验组和相应对照组, 实验组分别尾静脉注入¹⁴⁷Pm 3.7× 10¹, 1.85× 10²和3.7× 10³ Bq /g, 是经预试验确定具有兴奋效应和抑制效应的活度。对照组注入等容积生理盐水。12天后取样按我们以前报道进行脾淋巴细胞制备和培养^〔5〕, 操作用含有10^-2mol羟基脲的RPMI1640全培养液调整细胞浓度为1 × 10⁷cells /ml。取24孔平底培养板, 每孔加入已调整好的细胞悬液, 先放入37℃、5% CO₂细胞培养器中预培养30分后, 将其中一块培养板用15W紫外线(UV)光源, 距离40cm照射5秒, 其UV剂量为20 J/m²。随即两块培养板的全部孔中各加入37kBq³ HTdR, 再放入37℃、5 % CO₂中培养2小时, 收集细胞于49型醋纤滤膜上制备标本, 进行液闪测量各样本的cpm (脉冲计数min^-1)。然后将UV诱发的UDS结果, 按经UV照射的脾淋巴细胞³ H-TdR掺入cpm减去未经UV照射的脾淋巴细胞³ H-TdR掺入cpm的差值表示。

1.2 不同放射性活度¹⁴⁷Pm诱发精子的UDS效应

观察仍选用BALB /c雄性小白鼠进行。实验分组和使用¹⁴⁷Pm活度, 以及示踪剂³ H -Td R的使用都同1.1中所述。精子的采集按我们以前的报道^〔6〕然后将收集的精子用含10^-2mol羟基脲的RPMI1640培养液调整精子浓度为1× 10⁶cells /ml悬液。至于培养条件和UV照射条件, 以及滤膜标本制备和液闪测量都同1.1中的实验。

2 实验结果 2.1 不同放射性活度¹⁴⁷Pm诱发脾淋巴细胞的UDS变化

荧光涂料激发能源¹⁴⁷Pm在不同放射性活度摄入机体后, 其诱发脾淋巴细胞的UDS变化见表 1中所示。发现在放射性活度为3.7× 10¹~ 1.85× 10² Bq /g范围的¹⁴⁷Pm作用下, 可使脾淋巴细胞UV诱发的UDS值明显增升, 表明在上述放射性活度条件下, 可使脾淋巴细胞核中DNA修复能力增强。可是, 随着机体摄入¹⁴⁷Pm放射性活度加大至3.7× 10³ Bq /g体重时, 观察到此时由UV诱发的脾淋巴细胞UDS值明显下降, 从而可见在这个放射剂量条件下, 使脾淋巴细胞的DNA修复能力受到了损伤。

2.2 不同放射性活度¹⁴⁷Pm诱发生殖细胞精子的UDS变化

观察机体摄入不同放射性活度¹⁴⁷Pm时, 对UV诱发雄性生殖细胞精子的UDS变化见表 2中。可见¹⁴⁷Pm内污染机体处于37~ 185Bq /g水平的放射性活度辐照下, 可使雄性生殖细胞精子由UV诱发的UDS值明显增高, 即对精子的DNA切除修复功能有明显的刺激作用。但当机体摄入¹⁴⁷Pm的放射性活度增至3.7× 10³ Bq /g体重时, 见到雄性生殖细胞精子由UV诱导的UDS值明显下降, 表明在这个辐射水平的¹⁴⁷Pm内照射作用下, 可使雄性生殖细胞精子的DNA修复能力受到了损伤, 带来生殖毒性危害的遗传毒理效应后果。

3 讨论

生物细胞具有高效切除修复DNA损伤的能力, 尤其是那些已增殖的哺乳动物细胞^〔7〕和各种淋巴细胞^〔8〕。这种非程序性DNA合成不受DNA半保留复制合成抑制剂羟基脲的影响^〔9〕。在本研究中观察到当机体内污染低剂量¹⁴⁷Pm时, 可使脾淋巴细胞对UV诱发的非程序性DNA合成具有明显的刺激作用, 即可增强对DNA损伤的切除修复能力。当然, ¹⁴⁷Pm诱发脾淋巴细胞UDS的变化是在羟基脲抑制S期DNA合成的条件下进行的, 这个过程包括与一系列的酶活性作用有关^〔10〕。

应该指出, 根据精子的发生和生长过程, 在受到¹⁴⁷Pm内污染后12天从机体的输精管中采集的精子分别是输精管的成熟精子和睾丸精子。研究表明, 当成熟精子和睾丸精子在受到较高放射性活度(3.7× 10³ Bq /g) ¹⁴⁷Pm内污染辐照后, 可诱发精子UDS损伤。结合我们以前的研究表明, 荧光涂料激发能源¹⁴⁷Pm可引起雄性生殖细胞精子的DNA链断裂^〔11〕, 联系到本文中观察到的¹⁴⁷Pm对精子的UDS损伤, 从而引起生殖毒性的危害。