浓缩铀诱发新生大鼠发育脑损伤研究
作者:古桂雄 朱寿彭 杨淑琴
单位:苏州医学院放射毒理学教研室,苏州,215007
关键词:浓缩铀(235U);新生大鼠;脑损伤;神经行为;微观放射自显影示踪;放射免疫分析
苏州医学院学报000902 摘要 目的 研究浓缩铀(235U)对Wistar纯品系新生大鼠发育脑的损伤效应。方法 通过建立脑辐射损伤的动物模型,运用13种指标多方位探讨了235U辐照对新生大鼠体格生长及神经行为发育的影响;运用微观放射自显影示踪揭示235U在发育脑细胞中的行径动态;运用放射免疫技术检测235U在新生大鼠皮质、海马、间脑、小脑中神经元特异性烯醇化酶(NSE)、白介素-1 β(IL-1β)、超氧化物歧化酶(SOD)、内皮素(ET)含量变化。结果 235U脑内照射可使新生大鼠体重和脑重增长明显缓慢;在开眼时间、听觉惊愕、向亲性行为、游泳运动以及生理性反射如负趋地性、平面翻正、抓握反射、空中翻正均呈延迟,导致生长延缓及神经行为异常;观察微观放射自显影径迹发现,235U主要滞留在脑细胞核中,而在胞浆和细胞间隙中只有少量呈现;放射免疫检测表明,随着235U脑内照射剂量的增加,可使NSE含量下降,而IL-1β却显著上升,而在低剂量235U脑内照射时,可诱导SOD和ET增升,在大剂量时却呈明显抑制。结论 浓缩铀(235U)对发育脑损伤的作用特性具有神经细胞的敏感性和代偿性。
, 百拇医药
中图法分类号 R818.03
Study on Developing Brain Damage of Neonatal Rats Induced by Enriched Uranium
Gu Guixiong, Zhu Shoupeng, Yang Shuqin
(Department of Radiotoxicology,Suzhou Medical College,Suzhou,215007)
Abstract Objective The injurious effects of enriched uranium 235 U on developing brain of neonatal Wistar pure bred rats were studied.Methods The model of irradiation induced brain damage in vivo was settled.The effects of cerebrum exposure by 235 U on somatic growth and neurobehavior development of neonatal rats were examined by thirteen index determination of multiple parameters.The dynamic retention of autoradiographic tracks of 235 U in cells of developing brain was observed.The changes of NSE,IL-1β,SOD,and ET in cerebral cortex,hippocampus,diencephalone,cerebellum after expose to 235 U were examined with radioimmunoassay.Results The somatic growth such as increase of body weight and brain weight was lower significantly.The retardation of development was found such as eye opening,sensuous function as auditary startle,movement and coordination function and activity as swimming,physiological reflexes as negative geotaxis,surface righting,grasping reflex suspension and the tendency behavior.The data showed delayed growth and abnormal neurobehavior.The microautoradiographic tracing showed that the tracks of 235 U were mainly accumulated in the nucleus of developing brain.At the same time only few tracks appeared in the cytoplasm and interval between cells.Experimental study showed that when the dose of 235 U irradiation was increased,the level of NSE was decreased and the IL-1β was increased.However,the results indicated that SOD and ET can be elevated by the low dose irradiation of 235 U,and can be inhibited by the high dose.Conclusion The behavior of internal irradiation from 235 U on the developing brain damage of neonatal rats were of sensibility and compensation in nervous cells.
, 百拇医药
Key words enriched uranium 235 U;neonatal rats;brain damage;neurobehavior;microautoradiographic tracing;radioimmunoassay 在机体的各种功能与内、外环境相互联系中,中枢神经系统在生命体系中担负着全方位的调控作用。有关辐射对中枢神经系统影响的研究受到国内外学者的重视,并成为UNSCEAR所关注的重要内容之一[1]。在机体的生长发育过程中,正在进行分化的神经细胞对辐射的敏感性随年龄不同而变化[2]。随着核能和核科学技术的迅速发展,放射性核素的应用越来越广泛,而α辐射体核素具有传能线密度(LET)高、射程短和生物毒性大的特点[3],为此,探讨了浓缩铀(235U)对发育脑损伤的放射毒理效应,从而设想考虑将α辐射体核素与单克隆抗体或药物偶联而用于临床,进行内照射放射治疗病例的可能性。
1 材料与方法
, 百拇医药
1.1 浓缩铀(235U)脑内照射模型的建立 实验用浓缩铀(235U)为235UO2F2原液,丰度为18.9%,浓度为60mg/ml。实验对象按窝取Wistar纯品系新生大鼠,要求仔鼠出生不满24h,每窝仔数为8~10只。秤体重后,暴露大鼠颅骨,参照我们的报道[4]进行侧脑室注射,其部位选在冠状缝后1.0mm,矢状缝旁开1.5mm的部位注射,注入深度为1.5mm,其注射容积为含不同放射性活度的浓缩铀(235U) 2μl。
1.2 实验分组及哺育 实验按浓缩铀(235U)的注入量不同,划分为1、5和10μg3个组及相应对照组。实验组和对照组的新生大鼠在观察过程中仍按原窝由母鼠哺育,直至实验结束。
1.3 生长及神经行为发育观察指标 观察生长及神经行为发育指标共13项,包括体重,牙齿萌发,张耳,体毛长出,眼睑开裂,平面翻正,负趋地性,听觉惊愕,游泳试验,抓握反射,向亲性行为,空中翻正和脑重。以上各项测定结果,均以DBASEⅢ建立数据库,用POMS软件包[5]在IBM/PC微机上分别进行方差齐性检验和t检验。
, 百拇医药
1.4 脑冰冻切片标本制备[6] 按窝取出生在24h内的新生仔鼠,由侧脑室部位按组别注入不同剂量的浓缩铀(235U)后辐照12和24h,随即剖取全脑组织,置于半导体冰冻切片台上,取剖面用羧甲基纤维素包埋,用BL-3型半导体冰冻切片机在-20℃条件下作脑冰冻切片,厚10μm,置于载玻片上。
1.5 微观放射自显影示踪操作[7] 取已脱水的标本片浸入含5%火棉胶液中,迅速移出,得到1μm的薄保护层。然后移入暗室中,在40℃电热恒温水浴装置上熔化N4型液体核乳胶,随即加入10%的稳定剂6-硝基苯骈咪唑液,再用三重蒸馏水作1∶1稀释后搅匀,用定量滴管抽取15μl已稀释的液体核乳胶,用特制玻棒均匀滑动涂匀,在25℃恒温条件下阴干后,收片装入曝光盒中,在-4℃干燥条件下作曝光处理,标本片经显影、停显、定影和甘油饱和液浸泡后,用改良HE复染,镜检观察放射自显影示踪径迹。
1.6 各脑区蛋白多肽含量测定 将各组仔鼠于15天龄时由颈动脉放血处死,迅速剖取出脑组织,立即在冰冻条件下分离出皮质、海马、间脑和小脑的4个脑区组织。分别秤重后,将各脑区平分成2份标本,其中1份加入抑肽酶立即置于-20℃冰箱中暂时贮存。另1份立即加入pH7.4的冰冻PBS 300μl,置于匀浆器中进行匀浆,随后在4℃以3000r/min离心10min,取上清液分别运用放射免疫技术测定NSE[8]、IL-1β[9]和SOD[10]。再在测试的前一天,取出低温贮存的1份各区冰冻脑组织标本,分别置于匀浆器内加入50μl HAC进行匀浆,再加入150μl PBS混匀后,在100℃水浴中煮沸10min,调节pH为7.2后,3000r/min离心10min,取上清液进行放射免疫分析测ET[11]。
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2 结果
2.1 235U对新生大鼠生长发育的影响 观察表明,受浓缩铀(235U)脑内照射各组新生大鼠体重和脑重的增加与对照组相比,均呈显著下降,并随着浓缩铀(235U)辐照剂量的增加而下降程度亦愈严重。至于各组的张耳、体毛长出及萌牙时间与对照组相比未呈现明显差异,但眼睑开裂指标在浓缩铀(235U)作用下明显延长。
2.2 235U对新生大鼠神经行为发育的影响 实验观察到新生大鼠的各种新生反射指标如负趋地性、平面翻正、抓握反射和空中翻正等在不同剂量浓缩铀(235U)脑内照射时,均呈显著延长。见表1。
至于在受不同剂量的浓缩铀(235U)脑内照射时对新生大鼠行为发育的影响如游泳试验、听觉惊愕以及向亲性行为等,均表现出抑制性改变。见表2。
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2.3 235U在新生大鼠脑细胞中的行径 运用冰冻微观放射自显影示踪,对浓缩铀(235U)脑内照射过程中的细胞水平的转运和滞留行径进行动态观察,发现浓缩铀(235U)的微放射自显影示踪径迹主要聚集在脑细胞核内,而在胞浆中和细胞间隙处却只有少量的放射自显影示踪径迹呈现。
表1 不同剂量235U脑内照射对新生大鼠新生反射的影响(
±s) 新生反射
对照组
235U照射剂量
1μg
5μg
, 百拇医药
10μg
负趋地性
3.143±0.378(7))
3.636±0.505*(11)
3.917±0.669* (12)
4.429±0.535**(7)
平面翻正
5.714±0.488(7)
6.364±0.505*(11)
7.000±0.775**(11)
, 百拇医药
7.286±0.756**(7)
空中翻正
10.8333±0.753(6)
12.000±0.926*(8)
12.8333±0.753**(6)
13.167±0.753**(6)
( ):大鼠数;与对照组比,**P<0.01;*P<0.05表2 不同剂量235U脑内照射对新生大鼠行为发育的影响(
±s) 行为发育
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对照组
235U照射剂量
1μg
5μg
10μg
n
6
8
6
6
游泳
11.167±
0.753
, 百拇医药
12.250±
0.707*
13.000±
0.894**
13.333±
0.816**
听觉惊愕
11.333±
0.516
12.250±
0.707*
, 百拇医药
12.500±
0.548**
12.833±
0.408**
向亲性
13.500±
0.548
14.000±
0.535
14.833±
0.753**
15.167±
, 百拇医药
0.983**
与对照组比,**P<0.01;*P<0.05
2.4 235U对新生大鼠各脑区蛋白多肽含量的影响 研究表明,浓缩铀(235U)脑内照射新生大鼠时,其在皮质、海马、间脑和小脑各区域中的NSE的水平均随浓缩铀(235U)作用量的增加而减少。与此同时,在各脑区的IL-1β含量,则随着235U辐照量的增加而增升,并呈现剂量-效应关系(表3)。至于在低剂量的浓缩铀(235U)脑内照射时,可诱发各脑区SOD的含量升高,同时可见ET的水平亦趋增升。而随着浓缩铀(235U)辐照量的加大,则SOD和ET在各脑区的水平都出现明显下降。表3 不同剂量235U脑内照射对各脑区IL-1β含量(ng/g)的影响 鼠脑
, http://www.100md.com 对照组
235U照射剂量
1μg
5μg
10μg
皮质
0.251±0.215
0.830±0.386
1.235±0.666*
1.700±0.591**
海马
0.316±0.275
, 百拇医药
1.107±0.499
1.286±0.687*
1.742±0.248*
间脑
0.275±0.203
0.705±0.278
1.282±0.603*
1.828±0.452**
小脑
0.122±0.084
, http://www.100md.com 0.887±0.583
1.245±0.456*
1.902±0.779*
全脑
0.241±0.203
0.882±0.440**
1.262±0.560**
1.793±0.514**
与对照组比,**P<0.01;*P<0.05
3 讨论
, 百拇医药
生长和神经行为发育是一个连续的过程,是反映生理行为、代谢功能、消化功能、感觉功能和运动协调等机理的重要指标。这个过程不但与多种激素本身,而且与多种激素的结合蛋白、生长因子及其结合蛋白、以及位于靶细胞上的激素和生长因子的受体相关联[12]。研究发现,浓缩铀(235U)脑内照射可导致新生大鼠生长延缓及神经行为异常,而此时相应观察到浓缩铀(235U)的放射自显影示踪径迹主要滞留在脑细胞核中,是诱发神经细胞损伤作用的关键。
当发育脑受浓缩铀(235U)辐照后,可诱发脑组织蛋白多肽的含量发生一系列变化。其中NSE可作为神经元发育成熟的标志物[13],在浓缩铀(235U)的辐照作用下,可导致神经元的变性退化,以及神经细胞发育障碍,干扰新生大鼠神经元的分化和发育而致NSE含量明显下降。而浓缩铀(235U)对脑细胞的电离辐射作用,可导致IL-1β含量升高,从而刺激胶质细胞的生长、分化和修复,同时通过促神经生长因子或其它细胞因子的释放,可对损伤神经元的再生和修复起到保护作用。至于在发育脑受到低剂量的浓缩铀(235U)内照射时,脑组织中具有一定的生理代偿功能,可促使SOD和ET的升高,但当浓缩铀(235U)的辐照量加大时,就呈现出明显的抑制,这表明了浓缩铀(235U)对发育脑的损伤作用特性,具有神经细胞的敏感性和代偿性。
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国家自然科学基金资助项目(No.39470389)
古桂雄,博士研究生;朱寿彭,导师
参考文献
1,UNSCEAR.Sources of effects of ionizing radiation.United Nations,1993
2,Dunn K,Yoshirnaru H,Otake M,et al.Prenatal exposure to ionizing radiation and subsequent development of seizures.Am J Epidemiol,1990,131(1)∶114
3,朱寿彭,胡启跃,曹根发.浓缩铀诱发体细胞和生殖细胞的放射遗传毒理效应.中华放射医学与防护杂志,1992,12(4)∶232
, 百拇医药
4,朱寿彭,刘忠浩.中脑导水管壁及周围灰质和针刺镇痛时的3H-5羟色胺含量变化.生理学报,1985,37(5)∶497
5,金丕焕.医学统计程序集.上海∶上海科技出版社,1989∶15~84
6,朱寿彭.放射自显影示踪学.北京∶原子能出版社,1995∶30~120
7,朱寿彭.浓缩铀的放射毒理.北京∶原子能出版社,1998∶25~36
8,Vermuyten K,Lowenthal A,Karcher D,et al.Detection of neuron specific enolase concentrations in cerebrospinal fluid from patients with neurogical disorders by means of sensitive enzyme immunoassay.Clin Chim Acta,1990,187(2)∶69
, 百拇医药
9,Platanias LC,Vogelzang NJ.Interleukin-1∶Biology,pathophysiology and clinical prospects.Am J Med,1990,89(5)∶621
10,Pereira BM,Chan PH,Weinstein RR,et al.Cerebral protection during reperfusion with superoxide diamurase in focal cerebral ischemia.Adv Neurol,1990,52∶97
11,Gulati A,Rebello S,Chari G,et al.Ontogeny of endothelin and its reception in at brain.Life Sci,1992,51(22)∶1715
12,Karlberg J.儿童早期生长迟缓.中华儿童保健杂志,1996,4(3)∶11
13,Fujitani LiR,Jia JT.Immunochemical indicators of early brain injury.Am J Forensic Med Pathol,1998,19(2)∶129
2000年8月16日收稿, 百拇医药
单位:苏州医学院放射毒理学教研室,苏州,215007
关键词:浓缩铀(235U);新生大鼠;脑损伤;神经行为;微观放射自显影示踪;放射免疫分析
苏州医学院学报000902 摘要 目的 研究浓缩铀(235U)对Wistar纯品系新生大鼠发育脑的损伤效应。方法 通过建立脑辐射损伤的动物模型,运用13种指标多方位探讨了235U辐照对新生大鼠体格生长及神经行为发育的影响;运用微观放射自显影示踪揭示235U在发育脑细胞中的行径动态;运用放射免疫技术检测235U在新生大鼠皮质、海马、间脑、小脑中神经元特异性烯醇化酶(NSE)、白介素-1 β(IL-1β)、超氧化物歧化酶(SOD)、内皮素(ET)含量变化。结果 235U脑内照射可使新生大鼠体重和脑重增长明显缓慢;在开眼时间、听觉惊愕、向亲性行为、游泳运动以及生理性反射如负趋地性、平面翻正、抓握反射、空中翻正均呈延迟,导致生长延缓及神经行为异常;观察微观放射自显影径迹发现,235U主要滞留在脑细胞核中,而在胞浆和细胞间隙中只有少量呈现;放射免疫检测表明,随着235U脑内照射剂量的增加,可使NSE含量下降,而IL-1β却显著上升,而在低剂量235U脑内照射时,可诱导SOD和ET增升,在大剂量时却呈明显抑制。结论 浓缩铀(235U)对发育脑损伤的作用特性具有神经细胞的敏感性和代偿性。
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中图法分类号 R818.03
Study on Developing Brain Damage of Neonatal Rats Induced by Enriched Uranium
Gu Guixiong, Zhu Shoupeng, Yang Shuqin
(Department of Radiotoxicology,Suzhou Medical College,Suzhou,215007)
Abstract Objective The injurious effects of enriched uranium 235 U on developing brain of neonatal Wistar pure bred rats were studied.Methods The model of irradiation induced brain damage in vivo was settled.The effects of cerebrum exposure by 235 U on somatic growth and neurobehavior development of neonatal rats were examined by thirteen index determination of multiple parameters.The dynamic retention of autoradiographic tracks of 235 U in cells of developing brain was observed.The changes of NSE,IL-1β,SOD,and ET in cerebral cortex,hippocampus,diencephalone,cerebellum after expose to 235 U were examined with radioimmunoassay.Results The somatic growth such as increase of body weight and brain weight was lower significantly.The retardation of development was found such as eye opening,sensuous function as auditary startle,movement and coordination function and activity as swimming,physiological reflexes as negative geotaxis,surface righting,grasping reflex suspension and the tendency behavior.The data showed delayed growth and abnormal neurobehavior.The microautoradiographic tracing showed that the tracks of 235 U were mainly accumulated in the nucleus of developing brain.At the same time only few tracks appeared in the cytoplasm and interval between cells.Experimental study showed that when the dose of 235 U irradiation was increased,the level of NSE was decreased and the IL-1β was increased.However,the results indicated that SOD and ET can be elevated by the low dose irradiation of 235 U,and can be inhibited by the high dose.Conclusion The behavior of internal irradiation from 235 U on the developing brain damage of neonatal rats were of sensibility and compensation in nervous cells.
, 百拇医药
Key words enriched uranium 235 U;neonatal rats;brain damage;neurobehavior;microautoradiographic tracing;radioimmunoassay 在机体的各种功能与内、外环境相互联系中,中枢神经系统在生命体系中担负着全方位的调控作用。有关辐射对中枢神经系统影响的研究受到国内外学者的重视,并成为UNSCEAR所关注的重要内容之一[1]。在机体的生长发育过程中,正在进行分化的神经细胞对辐射的敏感性随年龄不同而变化[2]。随着核能和核科学技术的迅速发展,放射性核素的应用越来越广泛,而α辐射体核素具有传能线密度(LET)高、射程短和生物毒性大的特点[3],为此,探讨了浓缩铀(235U)对发育脑损伤的放射毒理效应,从而设想考虑将α辐射体核素与单克隆抗体或药物偶联而用于临床,进行内照射放射治疗病例的可能性。
1 材料与方法
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1.1 浓缩铀(235U)脑内照射模型的建立 实验用浓缩铀(235U)为235UO2F2原液,丰度为18.9%,浓度为60mg/ml。实验对象按窝取Wistar纯品系新生大鼠,要求仔鼠出生不满24h,每窝仔数为8~10只。秤体重后,暴露大鼠颅骨,参照我们的报道[4]进行侧脑室注射,其部位选在冠状缝后1.0mm,矢状缝旁开1.5mm的部位注射,注入深度为1.5mm,其注射容积为含不同放射性活度的浓缩铀(235U) 2μl。
1.2 实验分组及哺育 实验按浓缩铀(235U)的注入量不同,划分为1、5和10μg3个组及相应对照组。实验组和对照组的新生大鼠在观察过程中仍按原窝由母鼠哺育,直至实验结束。
1.3 生长及神经行为发育观察指标 观察生长及神经行为发育指标共13项,包括体重,牙齿萌发,张耳,体毛长出,眼睑开裂,平面翻正,负趋地性,听觉惊愕,游泳试验,抓握反射,向亲性行为,空中翻正和脑重。以上各项测定结果,均以DBASEⅢ建立数据库,用POMS软件包[5]在IBM/PC微机上分别进行方差齐性检验和t检验。
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1.4 脑冰冻切片标本制备[6] 按窝取出生在24h内的新生仔鼠,由侧脑室部位按组别注入不同剂量的浓缩铀(235U)后辐照12和24h,随即剖取全脑组织,置于半导体冰冻切片台上,取剖面用羧甲基纤维素包埋,用BL-3型半导体冰冻切片机在-20℃条件下作脑冰冻切片,厚10μm,置于载玻片上。
1.5 微观放射自显影示踪操作[7] 取已脱水的标本片浸入含5%火棉胶液中,迅速移出,得到1μm的薄保护层。然后移入暗室中,在40℃电热恒温水浴装置上熔化N4型液体核乳胶,随即加入10%的稳定剂6-硝基苯骈咪唑液,再用三重蒸馏水作1∶1稀释后搅匀,用定量滴管抽取15μl已稀释的液体核乳胶,用特制玻棒均匀滑动涂匀,在25℃恒温条件下阴干后,收片装入曝光盒中,在-4℃干燥条件下作曝光处理,标本片经显影、停显、定影和甘油饱和液浸泡后,用改良HE复染,镜检观察放射自显影示踪径迹。
1.6 各脑区蛋白多肽含量测定 将各组仔鼠于15天龄时由颈动脉放血处死,迅速剖取出脑组织,立即在冰冻条件下分离出皮质、海马、间脑和小脑的4个脑区组织。分别秤重后,将各脑区平分成2份标本,其中1份加入抑肽酶立即置于-20℃冰箱中暂时贮存。另1份立即加入pH7.4的冰冻PBS 300μl,置于匀浆器中进行匀浆,随后在4℃以3000r/min离心10min,取上清液分别运用放射免疫技术测定NSE[8]、IL-1β[9]和SOD[10]。再在测试的前一天,取出低温贮存的1份各区冰冻脑组织标本,分别置于匀浆器内加入50μl HAC进行匀浆,再加入150μl PBS混匀后,在100℃水浴中煮沸10min,调节pH为7.2后,3000r/min离心10min,取上清液进行放射免疫分析测ET[11]。
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2 结果
2.1 235U对新生大鼠生长发育的影响 观察表明,受浓缩铀(235U)脑内照射各组新生大鼠体重和脑重的增加与对照组相比,均呈显著下降,并随着浓缩铀(235U)辐照剂量的增加而下降程度亦愈严重。至于各组的张耳、体毛长出及萌牙时间与对照组相比未呈现明显差异,但眼睑开裂指标在浓缩铀(235U)作用下明显延长。
2.2 235U对新生大鼠神经行为发育的影响 实验观察到新生大鼠的各种新生反射指标如负趋地性、平面翻正、抓握反射和空中翻正等在不同剂量浓缩铀(235U)脑内照射时,均呈显著延长。见表1。
至于在受不同剂量的浓缩铀(235U)脑内照射时对新生大鼠行为发育的影响如游泳试验、听觉惊愕以及向亲性行为等,均表现出抑制性改变。见表2。
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2.3 235U在新生大鼠脑细胞中的行径 运用冰冻微观放射自显影示踪,对浓缩铀(235U)脑内照射过程中的细胞水平的转运和滞留行径进行动态观察,发现浓缩铀(235U)的微放射自显影示踪径迹主要聚集在脑细胞核内,而在胞浆中和细胞间隙处却只有少量的放射自显影示踪径迹呈现。
表1 不同剂量235U脑内照射对新生大鼠新生反射的影响(
对照组
235U照射剂量
1μg
5μg
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10μg
负趋地性
3.143±0.378(7))
3.636±0.505*(11)
3.917±0.669* (12)
4.429±0.535**(7)
平面翻正
5.714±0.488(7)
6.364±0.505*(11)
7.000±0.775**(11)
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7.286±0.756**(7)
空中翻正
10.8333±0.753(6)
12.000±0.926*(8)
12.8333±0.753**(6)
13.167±0.753**(6)
( ):大鼠数;与对照组比,**P<0.01;*P<0.05表2 不同剂量235U脑内照射对新生大鼠行为发育的影响(
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对照组
235U照射剂量
1μg
5μg
10μg
n
6
8
6
6
游泳
11.167±
0.753
, 百拇医药
12.250±
0.707*
13.000±
0.894**
13.333±
0.816**
听觉惊愕
11.333±
0.516
12.250±
0.707*
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12.500±
0.548**
12.833±
0.408**
向亲性
13.500±
0.548
14.000±
0.535
14.833±
0.753**
15.167±
, 百拇医药
0.983**
与对照组比,**P<0.01;*P<0.05
2.4 235U对新生大鼠各脑区蛋白多肽含量的影响 研究表明,浓缩铀(235U)脑内照射新生大鼠时,其在皮质、海马、间脑和小脑各区域中的NSE的水平均随浓缩铀(235U)作用量的增加而减少。与此同时,在各脑区的IL-1β含量,则随着235U辐照量的增加而增升,并呈现剂量-效应关系(表3)。至于在低剂量的浓缩铀(235U)脑内照射时,可诱发各脑区SOD的含量升高,同时可见ET的水平亦趋增升。而随着浓缩铀(235U)辐照量的加大,则SOD和ET在各脑区的水平都出现明显下降。表3 不同剂量235U脑内照射对各脑区IL-1β含量(ng/g)的影响 鼠脑
, http://www.100md.com 对照组
235U照射剂量
1μg
5μg
10μg
皮质
0.251±0.215
0.830±0.386
1.235±0.666*
1.700±0.591**
海马
0.316±0.275
, 百拇医药
1.107±0.499
1.286±0.687*
1.742±0.248*
间脑
0.275±0.203
0.705±0.278
1.282±0.603*
1.828±0.452**
小脑
0.122±0.084
, http://www.100md.com 0.887±0.583
1.245±0.456*
1.902±0.779*
全脑
0.241±0.203
0.882±0.440**
1.262±0.560**
1.793±0.514**
与对照组比,**P<0.01;*P<0.05
3 讨论
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生长和神经行为发育是一个连续的过程,是反映生理行为、代谢功能、消化功能、感觉功能和运动协调等机理的重要指标。这个过程不但与多种激素本身,而且与多种激素的结合蛋白、生长因子及其结合蛋白、以及位于靶细胞上的激素和生长因子的受体相关联[12]。研究发现,浓缩铀(235U)脑内照射可导致新生大鼠生长延缓及神经行为异常,而此时相应观察到浓缩铀(235U)的放射自显影示踪径迹主要滞留在脑细胞核中,是诱发神经细胞损伤作用的关键。
当发育脑受浓缩铀(235U)辐照后,可诱发脑组织蛋白多肽的含量发生一系列变化。其中NSE可作为神经元发育成熟的标志物[13],在浓缩铀(235U)的辐照作用下,可导致神经元的变性退化,以及神经细胞发育障碍,干扰新生大鼠神经元的分化和发育而致NSE含量明显下降。而浓缩铀(235U)对脑细胞的电离辐射作用,可导致IL-1β含量升高,从而刺激胶质细胞的生长、分化和修复,同时通过促神经生长因子或其它细胞因子的释放,可对损伤神经元的再生和修复起到保护作用。至于在发育脑受到低剂量的浓缩铀(235U)内照射时,脑组织中具有一定的生理代偿功能,可促使SOD和ET的升高,但当浓缩铀(235U)的辐照量加大时,就呈现出明显的抑制,这表明了浓缩铀(235U)对发育脑的损伤作用特性,具有神经细胞的敏感性和代偿性。
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国家自然科学基金资助项目(No.39470389)
古桂雄,博士研究生;朱寿彭,导师
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2000年8月16日收稿, 百拇医药