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摘要

由于电离辐射损伤事件日益增多，人类健康受到辐射的威胁，随着细胞再生的发展，干细胞应用于辐射损伤治疗成为近年来的研究热点，本课题旨在通过实验动物研究电离辐射对人脐血干细胞的影响-诱导造血损伤。将80只小鼠随机分为正常组、辐射组、治疗组、强化组。除正常组外，其他组给予1Gy辐射1h。辐射组在辐射后不做任何处理，而治疗组和强化组通过尾静脉给予干细胞小鼠（230IU/g剂量）24小时后，强化组再次给予干细胞，分别于第2、3、7、14天处死所有小鼠进行血常规检查和流式细胞仪检测，辐射组、治疗组、强化组的白细胞、红细胞、淋巴细胞、单核细胞、血红蛋白计数在1Gy辐射后显著下降治疗组和强化组的白细胞、红细胞、淋巴细胞、单核细胞和血红蛋白计数均显著高于辐射组和正常组，且有显著性差异（p<0.05）与正常组相比，放疗组、治疗组和强化组其CD4+细胞、CD4+/CD8+细胞比值在放疗后明显升高，差异有显著性（p<0.05）.注射人脐血干细胞后，治疗组和强化组的CD4+细胞、CD4+/CD8+细胞比率明显低于正常组，有显著性差异（p<0.05）本研究表明，人脐血干细胞有助于辐射损伤后造血系统的恢复。

关键词

人脐血干细胞，辐射，造血功能，流式细胞术

介绍

长期接受电离辐射或癌症放疗的患者往往伴有严重的免疫抑制等疾病。电离辐射对造血系统的影响是近年来研究的热点。目前主要的治疗方法是药物治疗，包括细胞因子、激素、中草药和中草药。化学药物的开发周期很长，大多数都有毒副作用。寻找一种有效、低毒的辐射损伤治疗方法成为亟待解决的问题。因此，我们拟对人类脐带血干细胞在辐射损伤修复中的应用进行初步探讨，以期进一步研究、合理开发和利用这一理论。

材料和方法

药品

该药物由购自清华大学深圳研究院的人脐带血干细胞组成。

老鼠

在研究中所描述的所有程序进行了审查，并通过青岛大学伦理委员会的批准。ICR，一种广泛使用的实验菌株，雄性，清洁级，体重（20±2）g，由青岛食品和药物管理局提供的。

分组

将80只ICR大鼠随机分为4组:正常组(不放疗+干细胞注射)、放疗组(单纯放疗)、治疗组(放疗+干细胞注射)和强化组(放疗+干细胞注射2次)。每组分为4个亚组:第2、3、7和14天。

大鼠辐射损伤模型的建立

辐射组，治疗组和加强组送到医院中心1GY剂量的电离辐射。所述干细胞1H辐射后平等地分配，然后通过大鼠尾静脉向治疗组和增强组。正常组和放疗组均无任何治疗措施。在此之后，将所有组的老鼠送到动物屋，定期喂食。强化组第2天再次尾静脉注射干细胞。

方法大鼠腹腔注射氯醛0.5ml，给药后放置在固定的仪表板上，打开腹部和胸部暴露心脏，取心脏血约300µl。然后将300µl分为100µl和200µl放入不同的EDTA抗凝管中。100µl抗凝管送青岛市医院实验室进行血常规检查。将200µl血液送至青岛生物治疗中心中心医院进行流式细胞术检测T淋巴细胞亚群CD4+、CD8+细胞值的变化，分别应用适当的数据处理程序，并对美国Bectom/Dickinson FACSsan使用的10000个细胞进行每个样本测试。

统计分析

所有统计分析均采用SPSS 11.55进行。所有数据均采用独立样本t检验和单因素方差分析进行，以α=0.01为检验标准。P<0.05具有统计学意义。

结果

血液测试结果

放疗组、治疗组、强化组1Gy照射后白细胞、红细胞、淋巴细胞、单核细胞、血红蛋白计数均明显下降(图1)，与正常组比较差异有统计学意义(F=4.67 ~ 33.24, q=3.37 ~ 13.56, p<0.05)。治疗组和增强组白细胞、红细胞、淋巴细胞、单核细胞、血红蛋白计数均显著高于放疗组和正常组，差异有统计学意义(F=22.19 ~ 31.22, q=3.69 ~ 7.55, p<0.05)。治疗组白细胞、红细胞、淋巴细胞、单核细胞和血红蛋白计数均低于强度组。差异有统计学意义(F=17.65 ~ 29.93, q=4.05 ~ 8.11, p<0.05)。

图1a。与正常组比较，***p<0.01;与放疗组比较，**p<0.05;同治疗组，＃P <0.05相比较。

图1b。与正常组比较，***p<0.01;与放疗组比较，**p<0.05;同治疗组，＃P <0.05相比较。

图1 c。与正常组比较，***p<0.01;与放疗组比较，**p<0.05;与治疗组比较，# p<0.05。

图1 d。与正常组比较，***p<0.01;与放疗组比较，**p<0.05;与治疗组比较，# p<0.05。

图1 e。与正常组比较，***p<0.01;与放疗组比较，**p<0.05;同治疗组，＃P <0.05相比较。

图2 a。与正常组比较，***p<0.01;与放疗组比较，**p<0.05;同治疗组，＃P <0.05相比较。

图2 b。与正常组比较，***p<0.01;与放疗组比较，**p<0.05;同治疗组，＃P <0.05相比较。

图2c。与正常组比较，***p<0.01;与放疗组比较，**p<0.05;与治疗组比较，# p<0.05。

流式细胞仪检测结果

与正常组、放疗组、治疗组和强化组比较，放疗后其CD4+细胞、CD4+/CD8+细胞比值明显升高，差异均有统计学意义(F=19.96 ~ 25.45, q=3.03 ~ 4.95, p<0.05)。注射人脐带血干细胞后，治疗组与强化组CD4+细胞、CD4+/CD8+细胞比值显著低于正常组，差异有统计学意义(F=5.53 ~ 11.64, q=4.03 ~ 9.50, p<0.05)。与放射组相比，注射人脐带血干细胞后CD4+细胞总数和CD4+/CD8+细胞比值下降。在治疗组中也发现了同样的结果。差异有统计学意义(F=5.53 ~ 11.64, q=4.03 ~ 9.50, p<0.05)。与治疗组相比，强化组CD4+细胞总数和CD4+/CD8+比值均降低。差异有统计学意义(F=7.99 ~ 17.25, q=3.19 ~ 7.87, p<0.05)。

放射损伤后小鼠干细胞对白细胞的影响

放疗组、治疗组、强化组在1Gy照射后白细胞计数明显下降。治疗组和强化组白细胞计数明显高于放疗组和正常组。治疗组白细胞计数低于强度组。

在干细胞的小鼠淋巴细胞后的放射损伤作用

放疗组、治疗组、强化组在1Gy照射后淋巴细胞计数明显下降。治疗组和强化组淋巴细胞计数明显高于放疗组和正常组。治疗组淋巴细胞计数低于强度组。

小鼠干细胞辐射损伤后红细胞的影响

放疗组、治疗组、强化组在1Gy照射后红细胞计数明显下降。治疗组和强化组红细胞计数明显高于放疗组和正常组。治疗组的红细胞计数低于强度组。

干细胞对小鼠辐射损伤后血红蛋白的影响

照射组、治疗组、强化组在1Gy照射后血红蛋白计数明显下降。治疗组和强化组血红蛋白明显高于放疗组和正常组。治疗组血红蛋白计数低于强度组。

小鼠放射损伤后干细胞对单核细胞的影响

放疗组、治疗组、强化组单核细胞计数在1Gy放疗后明显下降，治疗组和强化组单核细胞计数明显高于放疗组和正常组，治疗组单核细胞计数低于强化组。

小鼠放射损伤后干细胞对淋巴细胞亚群CD4+细胞的影响

与正常组相比，放疗组、治疗组和强化组的CD4+细胞在放疗后明显升高。注射人脐带血干细胞后，治疗组和强化组的CD4+细胞明显低于正常组。与放疗组相比，放疗后注射人脐带血干细胞后，CD4+细胞总数的强度降低。治疗组也有相同的结果。强化组的CD4+细胞总数比治疗组减少。

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小鼠放射损伤后干细胞对淋巴细胞亚群CD8+细胞的影响

与正常组比较，放疗组、治疗组和强化组放疗后CD8+细胞明显降低。注射人脐带血干细胞后，治疗组和强化组CD8+细胞明显高于正常组。与放疗组比较，注射人脐带血干细胞后，CD8+细胞总数增加。在治疗组中也发现了同样的结果。增强组CD8+细胞总数较治疗组增加。

辐射损伤后小鼠干细胞对淋巴细胞亚群CD4+/CD8+细胞比值的影响

与正常组、放疗组、治疗组和强化组相比，放疗后CD4+/CD8+细胞比值明显升高。注射人脐带血干细胞后，治疗组和强化组CD4+/CD8+细胞比值明显低于正常组。与放射组相比，注射人脐带血干细胞后CD4+/CD8+细胞比值下降。在治疗组中也发现了同样的结果。强化组CD4+/CD8+比值低于治疗组。

讨论

辐射对细胞的损伤主要是通过直接和间接作用造成急性辐射损伤的电离辐射，这种辐射可直接杀死细胞，也可通过自由基的化学反应引起长期辐射。有时可能会对身体产生一系列的生物效应，导致辐射损伤。如人体造血系统、免疫系统、神经系统和生殖系统损伤或不可逆病变如癌症[1]。

电离辐射损伤造血系统，主要表现为抑制造血功能。辐射防护是在正常组织细胞的基础上发挥应有的作用，最大限度地杀伤肿瘤细胞。Anderson[2]是第一个报道电离辐射诱导造血系统损伤的专家，在后来的研究中，专家发现电离辐射可导致t细胞和b细胞迅速减少，而淋巴细胞参与造血调节。干细胞在造血微环境中存活，增值，分化起造血作用。T淋巴细胞是微环境的主要组成部分。T淋巴细胞和B淋巴细胞都是机体活动的辅助细胞。本实验在本研究的基础上，将模拟临床辐射应用于尾静脉干干细胞治疗辐射损伤模型，观察大鼠不同阶段外周血淋巴细胞亚群CD4+细胞、CD8+细胞及血常规检查的影响。进一步研究辐射对造血系统的影响，研究辐射对干细胞的损伤及保护作用。CD4分子的功能既可以作为细胞粘附分子，也可以作为信号分子，促进t细胞的活化。CD8细胞具有细胞粘附和信号功能的作用。 The capability of T cells may affected by expression of CD4, CD8 [4], and affecting the entire blood system eventually.

阿扎姆et al。[5]通过建立辐射损伤模型研究间充质干细胞在辐射损伤治疗中的作用，不仅发现了电离辐射对造血免疫系统的干预作用和保护性电离辐射的作用，但也有报道称，人体中由辐射引起的氧自由基之间的失衡。此外，罗利民在对人脐血间充质干细胞抗辐射损伤作用的治疗中，采用γ射线对大鼠进行全身照射并通过尾纱灌注人脐血间充质干细胞给大鼠。然后采用流式细胞仪和免疫细胞凋亡指数参数进行测定。发现与照射组相比，NK细胞、CD4+、CD8+标志物明显改变，脐血间充质干细胞活性明显提高。大量的报道表明，电离辐射会加速细胞衰老，对造血系统造成障碍。干细胞是具有自我复制能力的多能细胞，在某些条件下可分化为多种功能细胞。

综上所述，电离辐射可对大鼠造血系统造成损伤。然而，静脉注射干细胞后，大鼠免疫细胞的数量会发生变化。此外，还能增加外周血细胞比例，减轻对造血系统的损伤。因此，在电离辐射损伤后，干细胞在体内具有修复功能。干细胞是一种具有自我更新、高附加值和多向分化潜能的细胞，其广泛的临床应用使干细胞成为研究热点。干细胞抗电离辐射损伤的开发和利用还有待进一步探索。本研究旨在探讨干细胞基金会对其作用机制的研究基础，为后续研究提供参考。

参考

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