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编号:10238406
147Pm诱导血红细胞系对60Coγ射线辐射的适应性反应
http://www.100md.com 《苏州大学学报(医学版)》 1999年第12期
     作者:杨淑琴 杨占山 朱寿彭

    单位:

    关键词:147Pm;60Co;红细胞;微核;适应性反应

    苏州医学院学报991203 摘要 目的 研究低剂量147Pm内照射能否改变相继高剂量60Coγ射线引起的RBC损伤的适应性效应。方法 应用外周血RBC计数、网织红细胞(RC)计数、正常染红细胞(NCE)微核和嗜多染红细胞(PCE)微核检测,观察低剂量147Pm内污染诱导小鼠RBC系统的适应性反应。结果 剂量为2.0Gy的60Coγ射线外照射可引起明显的血RBC系统损伤,与正常对照组比较,RBC和RC计数显著降低(P<0.01);NCE和PCE微核细胞率明显增高(P<0.01)。预先用0.37、3.7和37Bq/g体重的147Pm内污染预处理动物,3天后再予2.0Gy的高剂量60Coγ射线外照射,RBC和RC计数则显著增高,NCE和PCE微核细胞率显著降低,与单纯高剂量60Coγ射线外照射组比较有非常显著性差异(P<0.01);并且某些指标与正常对照组比较已无显著性差异(P>0.05)。结论 预先用低剂量147Pmβ射线内照射动物,可诱导血RBC系统的放射适应性反应,使血RBC系统对相继高剂量60Coγ射线外照射引起的损伤效应有了明显的抵抗力。提示外周血RBC系统可作为低剂量辐射细胞生物效应的观察指标之一。
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    中图法分类 R811.5

    Adaptive Response to 60Co γ-radiation Induced by 147Pm Internal

    Exposure to the Peripheral Erythrocytes of Mice

    Yang Shuqin, Yang Zhanshan, Zhu Shoupeng

    (Suzhou Medical College, Suzhou,215007)

    Abstract Objective To explore whether low doses of internall y deposited 147Pm could change the damaged adaptive effects of subsequent high dose of 60Co γ-radiation to the erythrocytes from the peripheral blood of mice. Method Kunming male mice were injected through tail vein with 147 Pm(NO3)3 at low doses of 0, 0.37, 3.7 and 37 Bq/g by body weight. Three days later the mice were irradiated with 60Co γ-ray at a high dose of 2. 0 Gy. the counts of peripheral red blood cels(RBC) 、 reticulocytes(RC)、micronucleated normochromatic erythrocytes(mn-NCE) and mi cronucleated polychromatic erythrocytes(mn-PCE) were determined 24h after a h igh dose of γ-radiation. Results The counts of the RBC and RC wer e significantly decresed , the frequency of mn-NCE and mn-PCE was significant ly increased compared with the controls (P<0.01) . However, when exposing to the radiation of 147Pm in vivo at doses from 0.37 to 37 Bq/g by body wei ght before 60Co radiation the number of RBC and RC was significantly in creased, and the frequency of mn-NCE and mn-PC E was significantly decreased (P<0.05~0.01), as compared with that in the g roup in which solely high doses of the 60Coradiation. Conclusion Low dose β-radiation in vivo with 147Pm can induce an adaptive response of the erythroblasts, the radioadaptive cells have a obv ious resistance to the genetic damages induced by subsequent high dose of 60Co external radiation. The erythrocyte system of peripheral blood migh t be one of the more sensitive biological indexes to low doses of ionizing radia tion.
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    Key words 147Pm; 60Co; adaptive response; e rythrocytes

    外周血RBC系统是较大剂量辐射生物效应的观察指标之一。由于血RBC系统与淋巴细胞系统比较具有较高的辐射抗性,因此较少应用RBC系统作为低剂量辐射生物效应的灵敏指标。1982年Schlegel等[1]首次证实化学诱变剂引起的外周血RBC微核的存在。1993年Chaubey等[2]研究了60Coγ射线引起的小鼠微核RBC从骨髓向血液迁移的规律。这些结果提供了应用外周血RBC及其微核研究低剂量内照射诱发辐射生物效应的可能性。 147Pm是纯β放射性核素,作为新型夜光涂料的激发能源已广泛用于荧光涂料工业。在原爆和核反应堆事故中, 147Pm作为晚期混合裂变产物亦有污染环境和生物体的可能。而对于放射性作业、事故和环境辐射,内外混合照射是生物机体接受辐射的常见形式之一。因此,本文研究不同低剂量147Pm内污染预处理小鼠能否诱导对相继高剂量60Coγ射线外照射引起的RBC系统损伤的适应性反应。
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    1 材料与方法

    1.1 实验动物:采用昆明种雄性小白鼠,6~7周龄,体重30±2g,常规条件下饲养。苏州医学院实验动物中心提供。

    1.2 辐射剂量:实验动物随机分为1个对照组、1个单纯高剂量组和3个低剂量预处理组,每组5只。放射纯147Pm(NO3)3原液的放射性活度为1.75×1010Bq/ml。应用无菌生理盐水将原液稀释成所需工作液,经小鼠尾静脉注入。单纯高剂量组应用60Co γ射线外照射动物,剂量为2.0Gy。低剂量预处理组注射的147Pm活度分别为0.37、3.7和37Bq/g体重,3天后给予剂量为2.0Gy的60Coγ射线外照射。对照组注射等量无菌生理盐水。 60Coγ射线外照射后24h取样检测。

    1.3 实验方法:
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    1.3.1 外周血RBC和网织红细胞(RC)计数:小鼠尾静脉取血制备血涂片,按常规方法计数RBC,实验结果以个/L表示。血RC计数采用1%煌焦油蓝乙醇染色法,镜下观察计数,结果以个数/2000RBC表示。

    1.3.2 外周血正常染红细胞(NCE)和嗜多染红细胞(PCE)微核检测:小鼠尾静脉取血制备血涂片,经甲醇固定,Giemsa染色,在油镜下观察。对于NCE微核,每只小鼠血涂片观察1000个RBC,计数微核细胞(mn-NCE);对于PCE微核,每只小鼠血涂片观察1000PCE,计数微核细胞(mn-PCE)。微核判定标准参见文献[3],结果以微核细胞千分率表示。

    1.3.3 统计分析:实验数据应用Studentt检验进行统计学显著性分析。

    2 实验结果

    2.1 低剂量147Pm内污染诱导外周血RBC和RC对高剂量60Coγ射线外照射损伤的适应性反应:见表1。由表1可见,单纯高剂量60Coγ射线外照射可引起外周血RBC和RC计数显著减低,与对照组比较有非常显著性差异(P<0.01)。预先应用放射性活度为0.37、3.7和37Bq/g体重的低剂量147Pm内污染动物,3天后再相继给予2.0Gy的高剂量60Coγ射线外照射机体,则外周血RBC和RC计数显著增高,与单纯高剂量组比较差异非常显著(P<0.01);并且3.7Bq/g体重的预处理组的RBC和RC计数和37Bq/g体重的预处理组的RC计数与对照组比较已无显著性差异(P>0.05)。
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    表1 147Pm内污染诱导外周血RBC和RC的适应性反应(±s) 组别

    活度或剂量

    n

    RBC(×1010/L)

    n

    RC(个/2000RBC)

    对照组

    0

    5

    811±64
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    32

    38.2±16.1

    60Co照射组

    2.0Gy

    5

    577±67**

    5

    8.8±3.7**

    预处理组

    3.7Bq/g+2.0Gy

    5

    778±83ΔΔ
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    5

    46.0±6.5ΔΔ

    预处理组

    37Bq/g+2.0Gy

    5

    724±58**ΔΔ

    5

    35.4±6.2ΔΔ

    *与对照组比较,Δ与60Co照射组比较;*和ΔP<0.05,**和ΔΔP<0.012.2 低剂量147Pm内污染诱导外周血NCE和PCE微核对高剂量60Coγ射线外照射损伤的适应性反应:见表2。由表2可见,单纯高剂量60Coγ射线外照射可引起外周血NCE和PCE微核细胞率显著增高,与对照组比较有非常显著性差异(P<0.01)。预先应用放射性活度为0.37、3.7和37Bq/g体重的低剂量147Pm内污染动物,3天后再相继给予2.0Gy的高剂量60Coγ射线外照射机体,则血NCE和PCE微核细胞率显著减少,与单纯高剂量组比较有显著或非常显著性差异(P<0.05或P<0.01)(除37Bq/g体重实验组的NCE外);并且低剂量147Pm内污染预处理组血NCE微核细胞率与正常对照组
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    表2 147Pm内污染诱导外周血NCE和PCE微核的适应性反应(±s) 组别

    活度或剂量

    n

    mn-NCE(‰)

    mn-PCE(‰)

    对照组

    0

    5

    0.90±0.22

    2.19±0.21

, 百拇医药     60Co照射组

    2.0Gy

    5

    2.60±0.89**

    10.80±2.39**

    预处理组

    3.7Bq/g+2.0Gy

    5

    1.40±0.55Δ

    4.40±1.67*ΔΔ

    预处理组
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    37Bq/g+2.0Gy

    5

    1.40±0.89

    5.60±1.14**ΔΔ

    *与对照组比较,Δ与60Co照射组比较;*和ΔP<0.05,**和ΔΔP<0.01比较已无显著性差异(P>0.05)。

    3 讨论

    多年来,细胞微核检测为探测电离辐射和化学诱变剂对细胞染色体损伤提供了一种较快速的方法[4,5],而外周血细胞计数和细胞微核检测手续简化,不必处死动物,因而更适于进行连续的效应观察。本文结果显示,剂量为2.0Gy的60Coγ射线外照射小鼠,24h后外周血RBC和RC计数均显著减低(P<0.01),同时血NCE和PCE微核细胞率显著增多(P<0.01),表明不同成熟期RBC在较大剂量辐射下受到了损伤。有关研究表明[2,6],高剂量内外辐射可引起骨髓幼红细胞染色体明显的损伤,由此形成的骨髓mn-PCE可较快地转移到外周血液,部分继续分化发育为成熟RBC,故在辐照后24h即可有意义地在外周血中被检测到。可见,较大剂量60Coγ射线外照射诱发外周血RBC系统微核效应与骨髓幼红细胞遗传物质的放射性突变密切相关。外周血RBC和RC计数以及NCE和PCE微核细胞率是探测急性电离辐射效应较灵敏的生物学指标之一。
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    我们以前的研究表明[7,8],低剂量内照射核素可诱导多种细胞产生对相继高剂量内照射核素的辐射抗性,而低剂量内照射核素能否诱导细胞尤其RBC产生对相继高剂量外照射的适应性反应,文献报道较少。本文结果显示,预先给予放射性活度为0.37~37Bq/g体重的低剂量147Pm内污染,3天后再给予较大剂量60Coγ射线外照射小鼠,则外周血RBC和RC计数显著增加,NCE和PCE微核细胞率显著减低,与单纯60Co照射组比较有显著性差异(P<0.05~0.01)。表明低剂量147Pmβ射线内照射可诱导红细胞系统的适应性反应,使该系统细胞对相继高剂量60Coγ射线外照射引起的染色体突变等损伤效应有了抵抗力。这些结果对分析和阐明天然高本底地区居民和核事故受照人员的辐射效应具有十分重要的意义,这些指标也是观察低剂量辐射效应的简便可靠的生物终点参数之一。

    本文结果表明,适应性反应的诱导具有一定的剂量范围(表2);不同低剂量147Pm内污染诱导外周血红细胞系统适应性反应的程度是不同的。本文结果进一步证实了我们以前对低剂量放射性核素内污染诱导各种淋巴细胞、红细胞和生殖细胞适应性反应的量效规律[3,6~8]。
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    参考文献

    1 Schlegel R, Macgregor JT. The persistence of micronuclei in peripheral blood erythrocutes:detection of chronic chromosome brea kage in mice. Mutat Res, 1982, 104∶367

    2 Chaubey RC, et al. Studies on the migration of micronucleated e rythrocytes from bone marrow to the peripheral blood in irradiated S wiss mice. Int J Radiat Biol, 1993, 63∶239

    3 Yang ZS, et al. Adaptive response of the mutagenicity of the s omatic and germ cells in mice induced by in vivo 147Pm radiati on . Nucl Sci Techn, 1999, 10(2)∶91
, 百拇医药
    4 Ilyinskikh NN, et al. Micronucleus test of erythrocytes and l ymphocytes in the blood of the Altai region residents living near Semipal atinsk atomic proving ground. Mutat Res,1997, 392∶223

    5 Kinashi Y, et al. The micronucleus assay of lymphocytes is an u seful predictive assay of the radiosensitivity of normal tissue: a study of t hree inbred strains of mice. Radiat Res,1997, 148∶341

    6 杨占山,等.147Pm内污染诱导红细胞系统突变的适应性反应.中国辐射卫生, 1999, 8(3)∶134

    7 杨占山,等.浓缩铀内污染诱导免疫细胞的适应性反应. 中华放射医学与防护杂志, 1994, 14∶379

    8 杨淑琴,等.147Pm内污染诱发血液和骨髓细胞适应性反应的研究. 工业卫生与职业病, 1999, 25(1)∶17

    (1999年9月9日收稿), 百拇医药