中国辐射卫生  2009, Vol. 18 Issue (2): 156-158  DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2009.02.002

引用本文 

张炜, 王培军, 李铭华, 姜文霞, 张静, 江虹. 低剂量X射线照射孕鼠后对其仔鼠生长发育的影响[J]. 中国辐射卫生, 2009, 18(2): 156-158. DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2009.02.002.
ZHAHG Wei, WANG Pei-jun, LI Ming-hua, et al. Effect on the Growth of Offsping Received Low Doses Radiation in Uterus[J]. Chinese Journal of Radiological Health, 2009, 18(2): 156-158. DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2009.02.002.

通讯作者

王培军

文章历史

收稿日期：2008-10-10
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低剂量X射线照射孕鼠后对其仔鼠生长发育的影响
张炜 , 王培军 , 李铭华 , 姜文霞 , 张静 , 江虹     
同济大学附属同济医院医学影像科, 上海 200065
收稿日期：2008-10-10
作者简介：张炜(1978~), 女, 安徽省人, 在读硕士生, 住院医师, 从事医学影像和核医学工作.
通讯作者：王培军.
摘要：目的 研究不同低剂量X射线照射孕期SD大鼠后对其仔鼠生长发育的不同影响。方法 建立受不同低剂量率组X射线照射的孕SD大鼠模型, 对出生的仔鼠进行一般神经体格发育的检测。结果 结果表明0.015mGy/d及0.03mGy/d两个低剂量率, 对仔鼠的神经体格发育具有不同程度的生长促进作用; 0.06mGy/d的受照射剂量率对仔鼠的生长发育没有明显的影响, 而接受0.09mGy/d的受照射剂量率对仔鼠的生长发育呈现出一定的阻碍作用。结论 出生前宫内受到低剂量X射线照射对仔鼠的生长发育具有一定的促进作用, 随着受照射X射线剂量的增加, 这种兴奋作用减弱并对仔鼠的生长发育呈现出一定的阻碍作用。
关键词：低剂量辐    Hormesis效应(兴奋作用)    生长发育    
Effect on the Growth of Offsping Received Low Doses Radiation in Uterus
ZHAHG Wei , WANG Pei-jun , LI Ming-hua , et al     
Affiliated Hospital to Tongji University, Shanghai 200065 China
Abstract: Objective To study the different influences on the growth of the offsprings of SD rats receiving different low doses of irradiation in the whole pregnant period. Methods To establish SD pregnant rat models receiving different doses of X-ray and observe the impact of irradiation on the growth of the offsprings. Results Low dose rate of 0.015mGy/d and 0.03mGy/d could promote the development of offsprings in a certain extent, the group with dose rate of 0.06mGy/d had little difference.While the group with dose rate of 0.09mGy/d presented holdback in growth. Conclusion Prenatal exposure to low dose radiation X-ray might promote growth of the offsprings.With the dose increasing, this exciting response gradually weakened, and at last presented obstacle response.
Key words: Low Doses of Radiation    Hormesis Response (Exciting Response)    Growth    

低剂量电离福射(Low doses of radiation, LDR)对机体的影响一直是放射防护和生殖领域的的研究热点。Luckey和Olivieri于20世纪80年代初提出低剂量辐射可诱导生物体产生"兴奋效应"即Hormesis效应[1-2](指在一定范围内的低剂量辐射可以对机体产生免疫刺激等效应)和"适应性反应", 被认为是机体的DNA修复过程被激活[3]。以往对X射线的研究重点大多放在放射损伤方面, 对其促进效应的研究比较多集中在机体造血、免疫、肿瘤等方面, 而对生长发育的促进作用研究甚少。本实验建立孕期SD大鼠受不同低剂量组别X射线照射后模型, 通过研究其仔鼠一系列生长发育指标等, 来揭示孕期受低剂量X射线照射由于剂量不同而对其仔鼠生长发育的影响。

1 材料与方法 1.1 受孕SD大鼠模型的建立

12周龄清洁级健康成年SD大鼠雌性, [购于中科院上海动物所, 合格证号SCXK(沪)2002-0010], 体重240±10g, 雄性SD大鼠, 体重280g±10g, 饲养环境温度为(21±2)℃, 昼夜周期为12/12h。每晚7点1:1合笼, 次日清晨7:00检査雌鼠是否有阴栓, 以阴栓法检测是否受孕, 并指定为孕第0天, 并于第2天即孕第1天接受不同低剂量的X射线照射。

1.2 实验分组

确定受孕SD大鼠25只, 随机分组, 每组5只, 分别接受0.015mGy/d (Ll组)、0.03mGy/d(L2组)、0.06 mGy/d (M组)、0.09mGy/d (H组)剂量率的X射线照射及假照射(C组), 照射时间为18d, 无间隔。待仔鼠出生3d后, 将每只母鼠的仔鼠数调整至8~10只。仔鼠分组按孕鼠分组。

1.3 照射条件X射线发生仪

采用PHILIPS OPTIMUS bucky DIAGNIST-1X射线发生仪, 放射线检测及计量装置:上海超奇电子有限公司RM-2030 X-γ辐射仪。将SD孕大鼠于自然体位放在X射线发生球管下方, 靶皮距为60cm, 照射条件为:电压50kV, 电流90mA, 曝光时间200ms, 此条件下每次曝光剂量为0.03mGy。

1.4 统计学方法

各组计量资料数据以(mean±SEM)x±s表示, 组间比较采用Excel表及SPSS12.0软件包进行t检验, 以P＜0.05为有统计学差异。

2 实验结果 2.1 仔鼠窝仔数

L1组、L2组、M组、H组与C组相比较差异均无统计学意义(P＜0.05), 见表 1。

表 1 不同低剂量X射线照射孕鼠后新生仔鼠数(只)(x±s)
2.2 出生后3d仔鼠死亡率

L1组、L2组、M组、H组与C组相比较出生后3d仔鼠死亡率差异均无统计学意义(P>0.05)。

2.3 仔鼠睁眼时间

L1组仔鼠睁眼时间为(12.43 ±0.53) d, L2组仔鼠睁眼时间为(12.14±0.38) d, M组仔鼠睁眼时间为(14.71 ±0.49) d, H组仔鼠睁眼时间为(16.43 ±0.53) d, C组仔鼠睁眼时间为(14.86±0.38)d, L1组、L2组睁眼时间明显早于对照组(P＜0.01), M组睁眼时间与对照相比较差异无统计学意义P>0.05), 11组的睁眼时间明显晚于对照组P＜0.01)。

2.4 出生后体重变化(观察期设为出生后2个月)

L1组、L2组仔鼠出生时、出生后5d、10d及15d时体重高于对照组, 均有统计学差异(P＜0.05或P＜0.01);M组仔鼠与对照组仔鼠体重相比较差异均无统计学意义; H组仔鼠出生时体重与对照组相比较差异无统计学意义(P＜0.05), 出生后5d、10d时H组仔鼠体重开始低于对照组(P＜0.05), 而出生后15d时H组仔鼠体重明显低于对照组(P＜0.0l)。仔鼠2月龄时, L1组及M组仔鼠体重与对照组相比较均差异无统计学意义(P> 0.05);而H组仔鼠体重明显低于对照组(P＜0.01)组仔鼠体重髙于对照组(P＜0.05), 见表 2。

表 2 不同低剂量X射线照射孕鼠对仔鼠体重变化的影响(g) (x±s)
2.5 出生后体长变化

L1组仔鼠出生时及出生5d体长与对照组相比较均无统计学差异P>0.05), 出生10d及15d时L1组仔鼠体长长于对照组(P＜0.0l); L2组仔鼠出生时及出生后10d及15d体长长于对照组P＜0.01);M组仔鼠体长与对照组相比较差异均无统计学意义P> 0.05);H组仔鼠体长短于对照组, 差异均有统计学意义(P＜0.05或P＜0.0l), 见表 3。

表 3 不同剂量X射线照射孕鼠对仔鼠体长变化的影响(cm)(x±s)
2.6 仔鼠出生后7d和14d平面翻正及前肢肌肉张力实验

出生后7d和14d平面翻正实验所需时间L1组、L2组、M组、H组4组仔鼠与对照组相比较, 均差异无统讨学意义(P>0.05)。出生后7d前肢肌肉张力实验中L1组、L2组、M组、H组4组仔鼠与对照组相比较前肢悬挂时间差异均无统计学意义(P>0.05);出生后14d时U组仔鼠前肢悬挂时间长于对照组(P>0.05)。

2.7 仔鼠畸形情况

观察期设为出生后2个月, 所有实验组均未出现畸形仔鼠。

3 讨论

电离辐射对胚胎的效应随着受照射剂量和生长发育的不同阶段而有很大的差异。多数研究报道[4]:对于啮齿类动物, 胚胎期间受到射线照射, 往往会导致发育异常和局部或整体的生长发育迟滞, 然而这些差异的发生率和严重性依赖于射线的剂量和受损伤细胞的数量。辐射诱发的Hormesis效应可以发生在生物进化的不同阶段, 表现为促进生长、繁殖, 提髙适应能力、增强刺激损伤的修复等。本研究通过建立低剂量实验环境, 就孕期受不同低剂量率照射后, 通过观察仔鼠的体重、体长等多项神经体格生长发育指标, 以期揭示不同低剂量X射线照射孕鼠后, 对其仔鼠生长发育有何影响及意义。

3.1 孕期流产和子代新生死亡率及畸形观察

绝大多数认为:人体长时间接受放射线照射或者短期接受大剂量放射线照射出现生育繁殖和后代遗传异常。子代畸形是胎儿在母体发育过程中出现发育异常产生的, X射线使染色体等遗传物质发生了异常, 所以在遗传表达过程中出现发育异常, 导致了畸形发生。本实验中设定的不同低剂量X射线照射受孕雌性SD大鼠后, 与对照组相比较每组窝仔数并未出现明显差异, 提示本实验中所采用的不同低剂量X射线并未对孕鼠产生流产作用。其仔鼠未出现畸形(观察期设为出生后2个月)。我们认为:0.09mGy/d以下的低剂量率(总剂量低于1.62mGy)的作用下染色体等遗传物质一定时期内并未出现明显改变, 或者是出现了可以被机体自身修复的损伤。且实验组出生3天仔鼠死亡率与对照组相比差异无统计学意义(P> 0.05)。

3.2 仔鼠体格发育的影响影响

发育的因素较多, 如先天遗传、出生前、围产期和出生后疾病、营养和环境等因素。Meyer[5]等调査1109名出生前受到照射与1124例未受照射的女青年, 发现受照组身材矮小者显著多于对照组, 且与照射组母亲的身材较矮有关。李如兰等观察443例出生前受照射儿童的身高、体重与正常组相比无明显差异[6]。体重增长的变化已被许多学者认为是较行为分析更为敏感的指标。本实验总剂量为1.62mGy组的仔鼠体格较小, 而总剂量为0.27mGy组的仔鼠体格较大, 其发育呈现出较明显的兴奋促进效应。有学者研究观察到出生后的仔鼠接受慢性小剂量照射, 能够促使其生长加快, 0.05Gy/d照射组的仔鼠所接受的累积剂量达到0.5Gy时, 其平均体重净增加明显高于正常对照组M, 与本实验有相似之处。另外, 本实验中发现受到0.015mGy/d及0.03mGy/d的2个低剂量率组的仔鼠睁眼时间明显提前, 说明在这种小剂量的刺激下对仔鼠的生长发育表现出刺激效应, 能够促进机体发育。由此推断, 人体受到低剂量电离辐射时对子代发育会出现出兴奋促进效应, 但是鼠对辐射的耐受性强于人。Andreas-sen等[8]研究表明SNP (单核苷酸多态性)也是造成个体不同放射性敏感性的因素。

3.3 仔鼠神经发育的影响

实验研究表明哺乳动物出生前暴露于射线, 会引起大脑重量的明显减少及体积的缩小, 这种效应依赖于胚胎脑组织发育的不同时期和暴露射线的剂量。射线致神经发育异常的基理, 有多种说法, 研究表明海马结构与情绪行为活动和协调肌群和维持肌张力的作用有关。宫内受电离辐射所致出生后仔鼠的神经行为反射异常, 肌张力低, 活动能力差, 很可能是射线损害了正在发育中的这部分神经细胞, Joong-Sun KIM等研究发现在0.5Gy~4Gy的γ射线对成年小鼠海马结构的影响很微小, 但是射线影响了海马神经元的形成, 并且存在时间-剂量效应关系[9]。成年动物的神经系统比其它系统和器官具有较低的电离辐射敏感性, 而处于发育过程中的神经系统却具有较高的电离辐射敏感性。平面翻正及前肢悬挂实验能够体现动物调整空间姿势以及对空间感知能力, 可以评估仔鼠的一般神经发育情况。在本实验中4个实验组平面翻正实验与对照组相比较均无差异, 分析原因可能是:①本实验所采取的X射线照射剂量模拟真实低剂量明显低于以往文献中所报道的剂量; ②子宫并非辐射敏感器官, 一定程度上起着屏蔽防护作用。③由于受孕大鼠机体免疫、激素水平发生了变化, 而这种变化对仔鼠的神经系统发育可能起着一定的保护作用。或者我们假设:本实验所设定的X射线剂量并未明显影响其子代神经发育。

目前普遍认为放射线作用人体后产生的结果多为损伤作用, 表现在生殖方面可出现流产、胎儿畸形、幼儿体格和神经发育迟缓甚至出现智力障碍等。然而, 本研究模拟临床低剂量放射线环境, 发现其子代SD大鼠体格发育、一般神经发育呈现出一定的规律性, 经过低剂量X射线照射的雌性SD大鼠, 并未出现明显的母鼠生育期流产、仔鼠发育畸形、神经发育迟缓等现象, 反而在一定剂量时(0.015mGy/d及0.03mGy/d)出现仔鼠体格发育和神经发育相对较快的表现, 并且这种兴奋与阻碍作用延续到出生后2个月。但是, 随着雌性SD大鼠受X射线照射剂量的增加, 仔鼠体格、神经发育出现相对迟缓的表现, 说明, 低剂量X射线对机体能够产生刺激作用, 使后代具有较快的生长发育速度; 但是当放射线的量增加至某一程度后, 其物理损伤作用使仔鼠体质减弱, 出现体格发育、神经发育迟缓。我们认为:低剂量的X射线可能促进子代生长发育或并未造成明显损伤作用。

参考文献
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