电磁脉冲对T淋巴细胞的影响及机制

摘要

电磁脉冲（Electromagneticpulse,EMP）作为一种特殊的高能复合电磁波，应用领域不断扩展，其生物学效应和相关的作用机制已经成为国内外学者研究的热点之一。免疫系统是机体抵御外来侵袭和损伤的主要防御体系，通过抗原的识别和应答，免疫防御、免疫监视和免疫自稳等机制维持机体的稳态。因此研究电磁辐射对免疫系统的作用具有重要的意义。既往研究发现，电磁辐射对各种免疫细胞的增殖和凋亡和功能有不同程度的影响。目前有关电磁脉冲对T淋巴细胞作用的相关研究报道不多。
　　目的：探讨电磁脉冲对T淋巴细胞的影响及机制。
　　方法：
　　一、在体实验
　　选用电磁脉冲辐射源(场强200kV/m,脉冲前沿3.5ns，脉宽14ns，重复频率1Hz)对雄性BALB/c小鼠进行辐照，每天照射400次，连续照射7天，于照后不同时间处死小鼠观察以下指标：
　　1.取胸腺和脾脏，用HE染色法观察其组织形态的改变；
　　2.处死前称取小鼠的体重、处死后对胸腺和脾脏进行称重，计算胸腺、脾脏指数；提取胸腺和脾脏淋巴细胞进行计数，观察淋巴细胞数量的变化；
　　3.通过流式细胞仪检测脾脏淋巴细胞中的T、B淋巴细胞比例的变化；
　　4.通过流式细胞仪检测脾脏淋巴细胞的凋亡和细胞周期的改变；
　　5.通过Migrationassay实验法检测EMP照射不同次数（0次、100次、200次、400次），照后不同时间（1、3、7、14、28天），脾脏淋巴细胞迁移能力的变化；
　　6.通过ELISA法检测脾脏组织液中的SDF-1的表达水平；
　　7.通过Westernblotting实验检测脾脏淋巴细胞p-AKT的表达水平。
　　二、离体细胞实验
　　用相同的EMP源辐照JurkatT细胞，观察以下指标：
　　1.EMP照射0次（对照组）、100次、200次、400次；照后0h（对照组）、1h、3h、6h、12h、24h,通过Migrationassay检测JurkatT细胞迁移能力的变化；
　　2.用流式细胞仪检测EMP照后JurkatT细胞膜上CXCR4的表达水平的改变；
　　3.用Westernblotting法检测JurkatT细胞PI3K、p-AKT、PAK1、Rac1表达水平的变化。
　　4.采用ELISA方法检测JurkatT细胞IL-4和IFN-γ表达水平的变化。
　　结果:
　　1.BALB/c小鼠在EMP辐照后，（1）胸腺结构没有显著的变化；辐照3天后，脾脏血窦扩张，充血明显，脾小体结构不清；（2）胸腺指数变化没有统计学意义；脾脏指数呈现先增后减的趋势，在照后第3、7天辐照组的脾脏指数高于对照组；胸腺淋巴细胞数的变化与对照组没有显著差异；脾脏淋巴细胞数在照后第3和7天，辐照组淋巴细胞数多于对照组；（3）辐照组脾脏中的T淋巴细胞数与对照组相比显著增加，B淋巴细胞数改变不显著；（4）辐照组和对照组脾脏淋巴细胞的凋亡数量和细胞周期的差异均无统计学意义；（5）400次EMP辐照组的淋巴细胞的迁移能力与对照组相比明显增加，照后1、3、7天脾脏淋巴细胞迁移能力增强；（6）EMP辐照后脾脏中的SDF-1表达量升高；（7）脾脏淋巴细胞的p-AKT的表达也相应的增加。
　　2.JurkatT细胞在EMP辐照后，（1）200次EMP辐照组的细胞迁移能力增加显著；照后1h、3h、6h的细胞趋化能力与对照组相比增加明显；（2）辐照后6h，JurkatT细胞表面CXCR4的表达量高于对照组；（3）JurkatT细胞PI3K、p-AKT、PAK1、Rac1表达水平的变化与趋化能力的时间变化特征基本一致；（4）JurkatT细胞的IL-4的表达在照后3h、6h增高；IFN-γ在照后1h、3h、6h表达增加。
　　结论：在本实验条件下，电磁脉冲对雄性BALB/c小鼠胸腺的作用不敏感，但对脾脏作用显著。脾脏的组织结构遭到一定的破坏；脾脏重量增大，脾脏淋巴细胞数量增加，增加的主要是T淋巴细胞；但是淋巴细胞的凋亡和细胞周期没有显著的改变；脾脏中的趋化因子表达增加，脾脏淋巴细胞的迁移能力增强。JurkatT细胞的迁移能力也增强，细胞免疫功能活化。

目录

封面

声明

目录

缩略语表

中文摘要

英文摘要

前言

文献回顾

第一部分 电磁脉冲及其生物学效应

一、电磁脉冲的产生及其机理

二、电磁脉冲的生物学效应

第二部分 电磁辐射对免疫系统的影响

一、电磁辐射对免疫器官形态的影响

二、电磁辐射对免疫细胞的影响

三、电磁辐射对免疫分子的影响

第一部分 电磁脉冲对小鼠淋巴细胞的影响

实验一 EMP 辐照对小鼠胸腺和脾脏组织结构的影响

实验二 EMP 辐照对小鼠胸腺和脾脏 T，B 淋巴细胞数量的影响

实验三 EMP 辐照对小鼠脾脏淋巴细胞的细胞周期和凋亡的影响

实验四 EMP 辐照对小鼠脾脏淋巴细胞迁移能力的影响

实验五 EMP 辐照对小鼠脾脏中 SDF-1 表达水平的影响

实验六 EMP 辐照对小鼠脾脏淋巴细胞趋化信号通路分子表达水平的影响

第二部分 电磁脉冲对 Jurkat T 淋巴细胞的作用

实验一 EMP 辐照对 Jurkat T 细胞迁移能力的影响

实验二 EMP 辐照对Jurkat T 细胞CXCR4 的表达的影响

实验三 EMP 辐照对 Jurkat T 细胞趋化信号通路分子表达水平的影响

实验四 EMP 辐照对 Jurkat T 细胞 IL-4 与 IFN-γ的表达水平的影响

参考文献

小结

参考文献

个人简历和研究成果

致谢