电离辐射引起骨髓微环境中趋化因子CCL3及CXCL14浓度改变机制

摘要

电离辐射会引起机体基因的改变从而引发一系列病理生理变化,因此从这一变化的机制角度加以分析可以为辐射防护研究以及辐射相关的药物开发提供参考。在对前期基因芯片结果进行进一步分析后,我们得到了在辐照导致的骨髓损伤的修复阶段,免疫反应(主要是造血作用)发挥了关键性功能;主要参与造血干细胞的自我更新、增殖及分化,加速机体恢复。因此,我们选择参与免疫反应(包括造血作用)的分泌性趋化因子CCL3和CXCL14进行蛋白水平的初步分析。并且构建假说:在辐射损伤修复阶段,机体通过自发下调 CCL3表达以及增加CCL3的水解作用促进干细胞的增殖,同时上调CXCL14的表达促进机体修复。
　　首先,构建半致死剂量辐照损伤动物模型,通过外周血细胞及骨髓有核细胞计数以及骨髓细胞涂片观察在损伤修复阶段血细胞的改变及恢复情况。其次,通过ELISA试剂盒对辐照损伤动物模型骨髓微环境中CCL3和CXCL14蛋白表达水平进行检测,并对骨髓细胞分泌的能够水解CCL3的蛋白水解酶CtsG蛋白含量通过Western Blot方法进行检测,分析目标蛋白在辐照损伤修复阶段的浓度的变化趋势以及对于引起这一浓度改变的机制进行探讨。
　　结果显示骨髓损伤修复阶段骨髓有核细胞的恢复先于外周血白细胞及血小板的恢复,红细胞受辐照刺激影响较小;骨髓细胞涂片结果进一步证实了辐照引起了骨髓细胞的严重损伤,其中电离辐射对成熟红细胞的损伤作用最小;蛋白检测结果中骨髓损伤修复过程中微环境中趋化因子CCL3显著降低,CXCL14保持不变;水解CCL3的蛋白水解酶CtsG在细胞中浓度升高。该结果进一步证明CCL3在辐照损伤修复阶段发挥主要作用,机体通过自发下调 CCL3及加速其蛋白水解两方面减少CCL3对造血干细胞的增殖抑制。而CXCL14蛋白变化趋势与mRNA不符可能与辐射急性期泛素化水平升高有关,结果说明CXCL14与辐照损伤后机体恢复无关,然而却可能与电离辐射初期泛素化水平显著升高及电离辐射引起的致癌性有关。
　　综上,我们对前期基因芯片结果进行进一步研究,证明 CCL3是机体损伤修复阶段的重要趋化因子蛋白,并得到CXCL14与修复阶段造血作用无关的结论,为之后辐射防护及药物开发提供一定的理论基础。

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缩略词表

第一章 绪论

1.1电离辐射

1.2骨髓微环境及造血作用

1.3趋化因子

1.4基因芯片结合信息学分析筛选所得枢纽基因

1.5趋化因子CCL3

1.6趋化因子CXCL14

1.7立题依据和研究目标

第二章 材料与方法

2.1实验材料

2.2实验方法

第三章 实验结果

3.1 Real-time PCR验证芯片结果

3.2趋化因子CCL3在辐射动物模型中的变化

3.3趋化因子CXCL14在辐射动物模型中的变化

第四章 讨论

4.1 趋化因子CCL3在辐射动物模型中的变化

4.2趋化因子CXCL14在辐射动物模型中的变化

第五章 结束语

5.1主要工作与创新点

5.2后续研究工作

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表论文