造血系统是电离辐射主要靶器官之一, 敏感性高, 辐射后容易导致造血功能损害^[1], 主要表现为外周血全血象减少等。本实验是在前期相关试验的基础上, 用¹³⁷Csγ射线分别对IRM-2^[2]等小鼠进行大剂量照射, 对其造血等指标的变化进行探讨, 为IRM-2小鼠作为辐射抗性模型提供基础数据。

1 材料与方法 1.1 材料

IRM-2近交系小鼠由本所培育, 合格证号SCXK(津)2005-0001;ICR小鼠、C57BL/6J小鼠由北京维通利华实验动物中心提供, 合格证号SCXK(京)2002-0003;雌性, 体重为20~22g。

1.2 照射

¹³⁷Csγ射线, 吸收剂量分别为4.0Gy、6.0Gy, 剂量率为0.87Gy/min。

1.3 方法

动物分组及照射:将IRM-2、ICR、C57BL/6J小鼠分成正常组和照射组, 照射组全身一次性照射, 吸收剂量依具体实验而定。

1.4 脾指数及脾集落生成单位(CFU-S)的测定

吸收剂量4.0Gy, 照射后第9天将小鼠颈椎脱臼处死, 取出脾脏, 称重, 计算脾指数, 脾指数=脾重(mg)/鼠重(g); 并将脾脏放入Bouin液中固定, 24h后计数脾脏表面结节数, 1个脾结节表示1个CFU-S单位。

1.5 骨髓DNA含量的测定

吸收剂量4.0Gy, 在照射后的第9天将小鼠颈椎脱臼处死, 取小鼠一侧股骨, 用0.005mol/LCaC_l2冲洗骨髓, 沉淀蛋白质, 离心取沉淀。加入0.2mol/LHClO₄溶解, 加热、过滤, 滤液在268nm处测定吸光度。

1.6 外周血白细胞的检测

6.0Gy照射以造成造血系统损伤。照射后第45d摘除眼球取血, 用全自动血细胞计数仪(型号:pocH-100i日本产)检测白细胞(WBC)、红细胞(RBC)、血色素(HGB)、红细胞压积容量(HCT)指标。

1.7 数据统计

结果用x±s表示, 两组比较用t检验, 显著性意义以P< 0.05表示。

2 结果 2.1 ¹³⁷Csγ射线照射后9d对小鼠造血系统的影响

结果见表 1。在照射后9d, IRM-2小鼠脾结节、骨髓DNA含量高于ICR小鼠, 有统计学意义差异P < 0.001;IRM-2小鼠的脾指数虽比ICR小鼠有一定的增加, 但经统计学处理无显著性差异。

2.2 ¹³⁷Csγ射线6.0Gy照射后45d小鼠的血液学值测定结果(表 2)

IRM-2小鼠与C57BL/6J小鼠比较, WBC、RBC、HGB、HCT指标均明显高于C57BL/6J小鼠, 经统计学处理, 有统计学意义差异P < 0.01。说明IRM-2小鼠在辐射损伤后其造血功能的恢复好于C57BL/6J小鼠。

3 讨论

机体的血液系统和免疫系统均对辐射高度敏感, 经亚致死剂量或大剂量照射后, 可导致机体造血功能的损伤, 体液及细胞免疫功能均能降低, 当动物受大剂量照射后, 骨髓造血细胞及造血微环境均严重受损, 残留的造血干细胞迁移至脾脏进行增殖, 使脾内出现许多小结节状造血灶, 称为脾集落, 每个脾集落为一个克隆, 称为CFU-S^{[1, 3]}。CFU-S系代表一类多向性的造血干细胞群, 它们具有自我更新和向骨髓红系、粒系和巨核细胞分化的能力, 所以CFU-S反映了造血干细胞的功能及相对数量。从上述实验结果可以看出, IRM-2小鼠4.0Gy照射后9d造血功能三项指标均高于ICR小鼠, 差异有统计学意义(P < 0.001)。尤其CFU-S数量是ICR小鼠的1.5倍。

外周血白细胞红细胞、血红蛋白、红细胞压积等在机体受照后也会出现剂量依赖性下降。6.0Gy射线照射小鼠时也观察到了这些指标的下降。在照射后45d时, 红细胞、血红蛋白、红细胞压积恢复较显著, 而白细胞的恢复较慢, IRM-2、C57BL/6J小鼠的恢复趋势相同。但IRM-2小鼠比C57BL/6J小鼠恢复的要快。实验结果显示, IRM-2小鼠造血干细胞功能及辐射损伤恢复功能较强。所以, IRM-2小鼠更适合应用于电离辐射对造血系统的损伤, 肿瘤放疗等方面的研究。