研究发现,电磁辐射暴露会导致Th1/Th2细胞因子平衡向Th1方向偏移[1, 2]。按照免疫平衡理论观点,这种偏移可能会导致机体细胞免疫功能异常[3, 4]。本研究采用平均功率密度90 mW/cm2 电磁辐射建立小鼠辐照模型,观察电磁辐射暴露后不同时间段,小鼠体内、体外淋巴细胞转化以及小鼠迟发型超敏反应耳朵肿胀度等细胞免疫功能指标变化,进一步探讨电磁辐射暴露对Th1/Th2细胞因子平衡影响,结果报告如下。 1 材料与方法 1.1 主要试剂与仪器
微波源(第三军医大学劳动卫生学教研室),CO2培养箱(美国Naurie公司);IMT-2倒置显微镜、光学显微镜(日本Olympus公司);酶标仪(奥地利TECAN公司);电子天平(美国Sartorious公司)。1640培养基、胎牛血清(美国Gibco公司);噻唑蓝(methylthiazolyldiphenyl-tetrazolium bromide,MTT)、植物血凝素(phytohaemagglutinin,PHA)(美国Sigma公司);2,4-二硝基氯苯(DNCB)(上海第二试剂厂);Opti-MEM(美国Invitrogen公司)。 1.2 辐照模型制备
动物辐照在反射系数近似为零的微波辐照暗室内进行,实验动物置于可透射微波的有机玻璃盒内,在匀速旋转的实验平台上接受辐照,辐照平均功率密度为90 mW/cm2,辐照时间为20 min,辐照环境温、湿度保持恒定,温度(20±2) ℃,湿度50%~70%。对照组小鼠,在不开波源的情况下,置于同样的辐照环境中相同时间。 1.3 指标与方法 1.3.1 脾脏淋巴细胞转化率测定
采用MTT法,取健康成年昆明小鼠24只,雌性,随机分为对照组和辐照组,每组12只,辐照后第3、5、7天每组分别随机取4只小鼠,脱臼处死后,无菌取脾,制备细胞悬液,经低渗处理除去红细胞,用Hanks液洗涤2次,用台盼蓝染色计数活细胞比率在95%以上,制成脾细胞悬液,调整细胞浓度为2×105个/mL。细胞悬液加入96孔培养板中,100 μL/孔,辐照组和对照组细胞悬液各加6孔,前3孔分别加入100 μL PHA液(浓度为10 μg/mL)作为刺激孔,后3孔各加脾细胞培养基100 μL作为参照孔,混匀后培养48 h。培养结束前4 h,各孔轻轻吸出上清液100 μL,然后分别加入MTT液10 μL/孔(5 mg/mL),混匀后继续培养4 h后,每孔加入100二甲基亚砜,吹打均匀,置于微量振荡器上振荡1~2 min,使紫色结晶完全溶解,静置10 min后,用酶标仪以570 nm波长测定吸光度(A)值,以刺激指数(SI)反映脾淋巴细胞转化率,SI=PHA刺激孔A值/参照孔A值。 1.3.2 小鼠淋巴细胞转化率测定
取健康成年昆明小鼠6只,随机分为对照组和辐照组,每组3只,辐照后,辐照组与对照组小鼠每日进行PHA肌肉注射0.2 mL(含PHA 100 μg),连续注射3 d,分别在辐照后第3、5、7天,从小鼠尾尖取血涂片。血涂片采用Wright-Giemsa染色油镜下观察并计数100个淋巴细胞中转化的淋巴细胞个数,计算转化率。 1.3.3 小鼠迟发型超敏反应强度检测(耳肿胀实验)
取健康成年昆明小鼠18只,雌性,用10%硫化钠在小鼠腹部3 cm×1 cm固定部位脱毛,温水洗净。连续2 d在小鼠腹部脱毛部位涂1 % DNCB进行致敏,每天1次,每次20 μL,致敏结束后小鼠随机分为对照组和辐照组,每组9只,辐照组小鼠进行90 mW/cm2 微波辐照20 min,在辐照后第3、5、7天,于对照组与辐照组分别选取3只小鼠,在其右耳背涂布20 μL 0.5 % DNCB诱发皮炎,左耳背涂布丙酮20 μL作对照,于诱发后24 h,脱臼处死小鼠,剪下小鼠双耳,用直径0.6 cm打孔器在左右耳中部相同位置打下组织块,电子天平称重,计算肿胀指数=右耳重量-左耳重量),作为炎症反应强度指标。 1.4 统计分析
实验结果采用x±s表示,组间比较采用Microsoft Excel 2003软件进行方差齐性检验和t检验,P<0.05为差异有统计学意义。 2 结 果 2.1 转化淋巴细胞显微镜观察(图 1、2)
体外培养的脾脏淋巴细胞,经PHA刺激后,镜下可观察到转化的淋巴细胞(图 1,箭头所指为转化淋巴细胞)。在辐照各相应时点,小鼠尾静脉取血涂片,经瑞-姬染色,可见转化的淋巴细胞体积增大、细胞核疏松呈网状,胞浆增多呈嗜碱性(图 2,箭头所指为转化淋巴细胞)。
![]() | 图 1 PHA刺激淋巴细胞转化(400×) |
![]() | 图 2 转化淋巴细胞(瑞-姬染色,1000×) |
与对照组比较,平均功率密度90 mW/cm2 电磁辐射暴露后,各时点脾脏淋巴细胞PHA刺激指数均无明显变化。
| 表 1 电磁辐射暴露对小鼠体外淋巴细胞转化影响(±s,n=4) |
与对照组比较,平均功率密度90 mW/cm2 电磁辐射暴露后第3、5、7天,辐射组小鼠淋巴细胞转化率均明显升高,差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。
| 表 2 电磁辐射对小鼠体内淋巴细胞转化影响,(x±s,n=3) |
与对照组比较,平均功率密度90mW/cm2 电磁辐射暴露后第3、5天,辐照组小鼠耳朵肿胀指数均升高,差异有统计学意义(P<0.05)。
| 表 3 电磁辐射对DNBC诱发的小鼠耳肿胀指数影响(x±s,n=3) |
研究表明,平均功率密度900 mW/cm2电磁辐射会导致Th细胞因子平衡向Th1方向偏移[1, 2],γ干扰素作为1型细胞因子代表,在电磁辐射暴露后的高表达,预示着电磁辐射暴露可能会导致机体细胞免疫功能亢进[5, 6]。本研究结果显示,90 mW/cm2电磁辐射暴露后各时点,小鼠体内淋巴细胞转化率均明显高于对照组,体外淋巴细胞转化率相对于对照组呈现增高趋势,但与对照组比较,差异均没有统计学意义。提示,电磁辐射暴露对脾脏淋巴细胞的活化没有明显的促进作用,但对机体的整个免疫系统内环境,包括各种免疫细胞和细胞因子,具有一定促进淋巴细胞转化作用[7]。
迟发型超敏反应结果显示,电磁辐射暴露后各时点,小鼠耳朵经DNBC刺激后红肿、硬结强度均高于对照组,其中暴露后第3、5天的耳肿胀指数与对照组比较,差异有统计学意义(P<0.05)。提示平均功率密度90 mW/cm2 电磁辐射暴露会导致机体细胞免疫功能亢进[8]。这一结果还从另一个方面印证了Logani等[9]观察毫米波影响小鼠移植瘤转移率的结论,低能量毫米波(42.2 GHz,36.5 mW/cm2)能够刺激自然杀伤细胞活性,增强细胞免疫功能,抑制荷瘤小鼠瘤转移。
| [1] | 王源,许商成,张光斌,等.电磁辐射急性暴露对Th1/Th2细胞因子平衡的影响[J].第三军医大学学报,2011(9):883-886. |
| [2] | 王源,张广斌,裴莉萍,等.电磁辐射累积暴露对Th1/Th2细胞因子平衡的影响[J].中国公共卫生,2011,27(7):887-889. |
| [3] | 姚根宏,侯亚义.狼疮性肾炎与Th1/Th2 细胞因子关系研究进展[J].中国公共卫生,2007,23(7):892-893. |
| [4] | 刘剑利,曹向宇,李其久,等.小米多肽对小鼠免疫调节作用[J].中国公共卫生,2012,28(1):44-45. |
| [5] | Boskabady MH,Shahmohammadi S,Rezaee A,et al.The impact of Zataria multiflora Boiss extract on in vitro and in vivo Th1/Th2 cytokine(IFN-gamma/IL4) balance[J].Journal of Ethnopharmacology,2013,150(3):1024-1031. |
| [6] | Lochmatter P,Beeler A,Kawabata TT,et al.Drug-specific in vitro release of IL-2,IL-5,IL-13 and IFN-gamma in patients with delayed-type drug hypersensitivity[J].Allergy,2009,64(9):1269-1278. |
| [7] | Marzec M,Halasa K,Liu X,et al.Malignant transformation of CD4+T lymphocytes mediated by oncogenic kinase NPM/ALK recapitulates IL-2-induced cell signaling and gene expression reprogramming[J].Journal of Immunology,2013,191(12):6200-6207. |
| [8] | Yu WG,Lin P,Pan H,et al.Pathophysiological significance of a reaction in mouse gastrointestinal tract associated with delayed-type hypersensitivity[J].World Journal of Gastroenterology,2004,10(15):2254-2258. |
| [9] | Logani MK,Szabo I,Makar V,et al.Effect of millimeter wave irradiation on tumor metastasis[J].Bioelectromagnetics,2006,27(4):258-264. |
2014, Vol. 30


