γ射线照射对小鼠肠道黏膜上皮细胞增殖的影响

摘要

目的：观察不同剂量γ射线照射后小鼠空肠、回肠和结肠的形态学变化，肠粘膜上皮内BrdU、Ki67免疫反应阳性增殖细胞的分布和数量变化的规律，肠绒毛及肠腺β-catenin蛋白表达量的变化，以了解γ射线照射后肠道的损伤程度及肠粘膜上皮细胞系的增殖状态，从而探讨射线照射对肠道上皮增殖细胞的影响，肠道上皮增殖细胞在肠黏膜损伤及修复的作用及可能机制，为进一步研究放射性肠道损伤提供实验依据。
　　 方法：雄性C57BL/6小鼠72只，随机分为正常对照组、4Gy、8Gy、15Gy照射组四组。以60Coγ射线全身一次性照射制作动物模型，各组分别在1天，3天，5天称重并处死小鼠。各小鼠处死前2个小时腹腔注射BrdU(120mg/kg体重)。取空肠、回肠、结肠于4％多聚甲醛液中固定，石蜡包埋、切片。常规HE染色后观察肠道组织病理学变化并测量空肠、回肠肠绒毛高度和肠腺深度；免疫组化法检测肠道BrdU、Ki67阳性细胞及β-catenin表达，并通过图像分析系统拍照后进行相关体视学分析，测算各肠段粘膜上皮内BrdU、Ki67阳性细胞的数密度；肠绒毛及肠腺β-catenin蛋白的平均光密度。用统计软件SPSS17.0比较各组参数的差异。
　　 结果：1.8Gy、15Gy中、高剂量γ射线照射可致小鼠精神不振，进食量减少，体重减轻；15 Gy照射后4天内受照射小鼠全部死亡。
　　 2.不同剂量照射后小鼠肠黏膜组织均出现不同程度的损伤。损伤程度可随剂量增加而加重，其中15Gy照射组3天损伤最为严重，4Gy、8Gy第3天肠道损伤明显，至第5天损伤有所恢复。回肠段损伤比其他肠段严重。形态测量学显示，受γ射线照射后，绒毛变矮，肠腺变浅。
　　 3.正常情况下，BrdU阳性细胞的数密度回肠>空肠>结肠；受γ射线照射后，各肠段BrdU阳性细胞的数密度随照射剂量增加而降低，在照射后的第1天，低剂量照射便可见明显降低，各剂量组各部位(除结肠4Gy组外)均明显低于正常对照组(均P<0.01)；随照射后时间延长，4Gy组和8Gy组各部位BrdU阳性细胞的数密度逐渐回升，5天时4Gy组恢复至接近正常水平，但15Gy组随时间延长而显著降低。
　　 4.正常情况下，Ki67阳性细胞数密度绒毛>肠腺，回肠绒毛>空肠绒毛，空肠肠腺>结肠肠腺>回肠肠腺；受γ射线照射后，各肠段绒毛和/或肠腺Ki67阳性细胞的数密度随照射剂量增加而降低，对肠腺的影响程度高于对绒毛的影响程度；照射后1天的数据比较，低剂量照射Ki67阳性细胞的数密度便明显降低，各剂量组各部位(除回肠肠腺外)均明显低于正常对照组(均P<0.01)；随照射后时间延长，4Gy组和8Gy组各部位Ki67阳性细胞的数密度逐渐回升，5天时4Gy组恢复至接近正常水平，但15Gy组随时间延长而显著降低。肠绒毛和肠腺Ki67阳性细胞数密度与绒毛高度和肠腺深度呈正相关。
　　 5.正常小鼠肠腺β-catenin可表达于上皮细胞胞膜、胞质和细胞核，照射组仅位于胞膜、胞质，细胞核没有表达。正常情况下，β-catenin的平均光密度肠腺>绒毛，空肠绒毛>回肠绒毛，空肠肠腺>回肠肠腺>结肠肠腺；各肠段绒毛和/或肠腺β-catenin平均光密度随照射剂量增加而降低，对肠腺的影响程度高于对绒毛的影响程度，以照射后1天最明显(均P<0.01)，随照射后时间延长，4Gy组和8Gy组各部位β-catenin平均光密度逐渐回升，4Gy组5天恢复至接近正常水平，但15Gy组随时间延长而显著降低。
　　 结论：1.不同剂量γ射线照射可引起小鼠肠粘膜不同程度损伤，即剂量越大，损伤越严重。
　　 2.不同剂量γ射线照射后小鼠肠腺BrdU，肠腺、肠绒毛Ki67阳性细胞数量及β-catenin蛋白表达均明显降低，表明照射可影响肠道细胞增殖。肠道增殖细胞的数量与肠绒毛高度和肠腺深度变化呈正相关。
　　 3.小剂量和中剂量丫射线照射后，随时间延长肠道损伤、肠上皮增殖细胞的数量及β-catenin蛋白表达可逐渐修复。