榄香烯对小鼠脾淋巴细胞亚群及其调节的辐射保护效应
作者:刘永彪 苏燎原 孔向蓉
单位:刘永彪 (徐州,徐州医学院肿瘤研究所 221006);苏燎原 孔向蓉 (苏州医学院放射医学系)
关键词:榄香烯;淋巴细胞亚群;细胞膜;DNA;自由基;过氧化反应
中华放射医学与防护杂志980606
目的 探讨榄香烯对受照小鼠脾淋巴细胞及亚群间调节作用的保护效应和剂量范围。方法 应用单克隆抗体铺皿法分离受60Coγ射线分次照射的小鼠脾脏L3,T4,Lyt2和B细胞,分别测定榄香烯对以上三种亚群细胞和L3,T4,Lyt2对B细胞3H-TdR掺入的影响,同时测定SOD活力和LPO含量。结果 榄香烯提高了受照2.5Gy(0.5Gy×5d)小鼠脾淋巴细胞亚群的辐射抗性,增强了L3T4对B细胞的辅助调节作用,提高了脾脏SOD活力和降低LPO含量。而对受照4Gy(0.8Gy×5d)和5Gy(0.5Gy×10d)组没有观察到这种效应。结论 在一定剂量范围,榄香烯通过清除自由基减少靶分子的损伤。
, 百拇医药
Radioprotective effects of elemene on spleen lymphocyte subsets of mice and its regulation.
Liu Yongbiao, Su Liaoyuan, Kong Xiangrong. Department of Medical Radiobiology , Suzhou Medical College, Suzhou 215007, China.
Objective To explore the radioprotective effcets of elemene on spleen lymphocyte subsets of mice and the relationship between dose and effect, and its regulation.Methods The spleen lymphocytes in mice were separated into L3T4, Lyt2 and B cells after fractional irradiation by a panning method with monoclonal antibodies, and the effects of elemene on function and regulation of lymphocyte subsets were studied by using 3H-TdR incorporation. The SOD activety and LPO content were measured as well.Results Elemene could increase the radiation resistance of lymphocyte subsets of 2.5Gy(0.5Gy×5d) group, enhance the auxiliary effects of L3T4 on B cell, increase spleen SOD activity and decrease LPO content. Not such effect were observed in 4Gy(0.8Gy×5d) and 5Gy(0.5Gy×10d) gyoups.Conclusion The mechanism of protection of elemene in limied dose range may be due to its scavenging free radicals and relieving the damage of target cells.
, 百拇医药
Key words Elemene Lymphocyte subsets Cell membrane DNA Free radicals Peroxidation
淋巴细胞各亚群间进行复杂而有序的相互调节,进而发挥各自独特的作用,在机体免疫反应中起重要作用。电离辐射可导致淋巴细胞亚群功能和相互调节的紊乱。榄香烯是从中药莪术中提取的有效成分,具有抑瘤、升白和主动免疫保护作用[1]。本文在分离鼠脾淋巴细胞亚群的基础上,观察榄香烯对受照不同分割剂量的各亚群及其调节的辐射保护效应。
1 材料和方法
1.1 实验动物: 昆明种雄性小鼠,体重20±2g。随机分组,分别给予2.5Gy(0.5Gy×5d)、5Gy(0.5Gy×10d)和4Gy(0.8Gy×5d)60Coγ射线照射。剂量率0.5Gy/min,源皮距3.9m。每次照射前6小时,按0.01mg/g体重,于尾静脉推注经生理盐水稀释10倍的榄香烯(大连金港制药公司)。分别于照射后1和4小时活杀小鼠制成组织匀浆和脾细胞悬液备用。
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1.2 SOD活力和LPO含量的测定:用Misrra建立的肾上腺素自身氧化法测SOD活力[2],以U/ml表示。用Uchiyama建立的方法测LPO含量[3],以MDAnmol/g湿重表示。
1.3 脾淋巴细胞亚群的分离及纯度和存活率的鉴定:采用Wysocki等建立的Panning-直接法分离淋巴细胞亚群[4]。用RPMI 1640液将脾细胞悬液调成0.5×107/ml浓度,加到无菌培养皿(Corning, USA)中,每皿加5ml,37℃静置90分钟。吸取非贴壁细胞,PBS洗二次,即为去单核的单个核细胞(MNC),备用。收集贴壁的单核细胞并计数,供培养细胞用。首先将McAbL3T4和McAbLyt2(北京医科大学)包被于培养皿底,将分离的MNC按每皿2×107加入皿中,4℃放置90分钟。洗去所粘附细胞,加入RPMI 1640培养液收集粘附细胞即分别得到L3T4和Lyt2细胞。采用间接免疫荧光试验[加入羊抗鼠Ig-FITC(北京医科大学)]和台盼蓝拒染法分别对所获细胞作纯度和存活率鉴定。结果表明,L3T4和Lyt2的纯度分别为85%和88%,二种细胞存活率在85%以上。 用Panning-间接法分离B细胞,将去单核的MNC,按0.5×107/ml,加入5ml包被羊抗鼠-Ig的培养皿中,用荧光二抗同样方法鉴别,纯度在90%以上。台盼蓝拒染法鉴定存活率在90%以上。
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1.4 脾细胞及亚群的转化功能:应用我室建立并常规应用的方法[5]。
1.5 L3T4,Lyt2细胞对B细胞的调节:分离的L3T4,Lyt2细胞和B细胞分别在含PHA和LPS的RPMI 1640培养液中,加入适量单核细胞,37℃培养96小时,将细胞洗3次,去除未作用的丝裂原,备用。将L3T4,Lyt2细胞与B细胞按1∶2比例混合在含LPS的RPMI 1640中培养48小时。加7.4×104Bq/瓶3H-TdR,16小时后收获并测每分钟计数。同时设L3T4,Lyt2,B细胞单独培养组(细胞数和混合培养中各类细胞含量一致)。每份设二个平行样品,取平均值,计算1×105细胞的每分钟计数。进行平方根转换后,行t或F检验。
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2 结果
2.1 榄香烯对脾淋巴细胞和亚群转化功能的影响:榄香烯提高了受照2.5Gy小鼠脾淋巴细胞和亚群的辐射抗性,而对受照4Gy和5Gy小鼠没有观察到这种效应,结果见表1。
表1 榄香烯对小鼠脾淋巴细胞亚群辐射抗性的影响[(±s).min-1] 组 别
(Gy)
淋巴细胞
(PHA)
淋巴细胞
(LPS)
, 百拇医药
L3T4
细胞
Lyt2
细胞
B细胞
照射对照
2.5
18181±4929
15944±4008
7240±1520
6186±1487
10680±4113
, 百拇医药
4.0
9070 ±1827
8276 ±2088
4806±1224
4177±894
6041 ±2411
5.0
10544±2910
8072 ±2643
5046±1480
4473±1043
6420 ±1872
, http://www.100md.com
照射给药
2.5
23340±7398*
20946±6140*
9436±2004**
7987±1548*
13864±5233*
4.0
9889 ±2073
9246 ±2153
5442±1243
, 百拇医药
4089±935
6247 ±2093
5.0
10986±3104
9231 ±2538
5364±1870
4786±989
6379 ±1557
注:n=6;与照射对照组比 *P<0.05; **P<0.01
2.2 榄香烯对脾淋巴细胞间调节的影响:榄香烯提高了受照2.5GyL3T4(TH)细胞对B细胞的辅助调节作用,受照4Gy和5Gy无显著变化。榄香烯对三种剂量照射的Lyt2与B细胞的调节无显著影响,结果见表2。
, 百拇医药
表2 榄香烯对受照小鼠脾淋巴细胞亚群间调节的影响[(±s).min-1] 组 别
(Gy)
PHAL3T4+LPSB
PHALyL2+LPSB
PHAL3T4
PHALyt2
LPSB
照射对照
, 百拇医药
2.5
14132±3842
11397±3842
3246±887
2862±896
9877 ±3207
4.0
8032 ±2326
5326 ±1842
1892±432
1427±398
5726 ±2113
, http://www.100md.com
5.0
8462 ±2342
6383 ±1876
2048±527
1644±514
6098 ±1872
照射给药
2.5
20937±5240*
14875±4280
4518±1120
3468±1209
, 百拇医药
12960±4688
4.0
7942 ±2406
5431 ±1673
1887±482
1378±408
5672 ±2210
5.0
10047±2137
6496 ±2006
1237±586
1588±482
, http://www.100md.com
6432 ±1998
注:n=6;与PHAL3T4和LPSB相加比, *P<0.05
2.3 榄香烯对小鼠脾脏SOD活力和LPO含量的影响:榄香烯提高了受照2.5Gy和4Gy鼠脾SOD活力和降低了LPO含量,但对5Gy受照鼠脾没有显著影响,结果见表3。
表3 榄香烯对小鼠脾SOD活力和
LPO含量的影响(±s) 组 别
(Gy)
SOD活力
(U/ml)
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LPO含量
(MDA nmol/g湿重)
照射对照
2.5
197±30
1.87±0.39
4.0
98±18
4.48±1.22
5.0
124±25
3.86±1.04
, http://www.100md.com
照射给药
2.5
295±45**
1.04±0.35**
4.0
136±22*
3.20±0.94*
5.0
128±24
3.46±1.98
注:n=6;与单纯照射组比 *P<0.05; **P<0.01
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3 讨论
榄香烯对受照2.5Gy(0.5Gy×5d)小鼠脾淋巴细胞PHA激活的T细胞和LPS激活的B细胞,以及由Panning-直接法分纯的 L3T4,Lyt2和B细胞,均表现出辐射保护作用,其中对 L3T4的效应最为显著。但对受照
4Gy(0.8Gy×5d)和5Gy(0.5Gy×10d)的小鼠没有表现出这种保护效应。胞液和线粒体中的SOD通过歧化O-2形成H2O2,后者经过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶分解,从而减轻活性氧自由基对淋巴细胞的损伤[6]。
电离辐射可通过直接作用和释放调节因子两种途径,抑制T细胞对B细胞的调节[7]。膜DNA和蛋白质,都是电离辐射重要的靶,膜受体的损伤,使细胞抗原性和功能损害。我们已证实榄香烯对CD+4细胞膜受体有显著保护作用[8]。本实验提示榄香烯对受照4Gy和5Gy小鼠没有表现出这种效应。淋巴细胞亚群有着不同的抗原性,而且分泌不同的淋巴因子,因而功能各异。本实验应用单克隆抗体分纯小鼠脾淋巴细胞亚群,解决了以往人们在动物水平研究淋巴细胞,多用流式细胞仪,免疫组化及特异性丝裂原激活等方法,只能得到百分比和混合培养结果的问题,能够客观准确地研究亚群的功能和相互作用,未见文献报道。
, 百拇医药
电离辐射通过产生自由基(主要有OH·,O-2和H2O2)造成靶的损伤,自由基引起的脂质过氧化反应,造成生物膜功能和代谢的改变[9],其代谢产物(MDA及LPO)直接攻击核酸、膜蛋白受体,致使膜结构和功能失调,并通过遗传物质的改变诱发肿瘤。自由基攻击的另一个重要的靶是DNA,除造成单链、双链断裂,还可引起碱基损伤,分子交联等[10,11]。对受照2.5Gy和4Gy小鼠,榄香烯提高了SOD活力和降低了LPO含量,对受照5Gy小鼠没有显著影响。但受照4Gy小鼠脾淋巴细胞及亚群均未观察到显著保护作用。另外4Gy(0.8Gy×5d)较5Gy(0.5Gy×10d)相对生物效能并不低,但4Gy照射却观察到SOD的提高和LPO的降低,说明榄香烯在动物水平的辐射保护效应有一定的剂量范围和时效性,其通过清除自由基的途径,机理较复杂,需要进一步研究。
参考文献
, 百拇医药
1 钱军,秦叔逵.抗癌新药—榄香烯的药理和临床.中国肿瘤临床,1996,23:453.
2 Misrra HP. The role of superoxide anion in the autoxidation of epinephrine and a simple assay for superoxide dismutase. J Biolchem, 1972, 247:3170.
3 Uchiyama M.Determination of malonaldehyde precursor in tissues by thiobarbituric acid test. Anal Biolchem, 1978, 86:271.
4 Wysocki LJ, Sato VL.“Panning” for lymphocytes: a method for cell selection. Proc Natl Acad Sci USA, 1978, 75:2844.
, 百拇医药
5 苏燎原,刘克良,徐映东,等.60Coγ线对刀豆球蛋白(ConA)和脂多糖(LPS)诱导的淋巴细胞的效应.辐射研究与辐射工艺学报,1988, 6:29.
6 Dean RT. Free radicals membrane damage and cell—mediated cytolysis. Br J Cancer, 1987, 55(Suppl):39.
7 林飞卿主编.医学基础免疫学. 上海:上海科技出版社,1993:34.
8 刘永彪,苏燎原,孔向蓉,榄香烯对淋巴细胞亚群及其调节的辐射保护效应.辐射研究与辐射工艺学报,1988,16:53.
9 Chiu D.Lipid peroxidation in human red cells. Semin Hematol, 1989, 26:257.
10 Sushil KJ. The neonatal erythrocyte and its oxidative susceptibility. Semin Hematol, 1989, 26:286.
11 Ward JF, Evans CL, Limoli PM, et al. Radiation and hydrogen peroxide induced free radical damage of DNA. Br J Cancer, 1987, 55(Suppl):105.
(收稿:1997-12-03 修回:1998-05-11), http://www.100md.com
单位:刘永彪 (徐州,徐州医学院肿瘤研究所 221006);苏燎原 孔向蓉 (苏州医学院放射医学系)
关键词:榄香烯;淋巴细胞亚群;细胞膜;DNA;自由基;过氧化反应
中华放射医学与防护杂志980606
目的 探讨榄香烯对受照小鼠脾淋巴细胞及亚群间调节作用的保护效应和剂量范围。方法 应用单克隆抗体铺皿法分离受60Coγ射线分次照射的小鼠脾脏L3,T4,Lyt2和B细胞,分别测定榄香烯对以上三种亚群细胞和L3,T4,Lyt2对B细胞3H-TdR掺入的影响,同时测定SOD活力和LPO含量。结果 榄香烯提高了受照2.5Gy(0.5Gy×5d)小鼠脾淋巴细胞亚群的辐射抗性,增强了L3T4对B细胞的辅助调节作用,提高了脾脏SOD活力和降低LPO含量。而对受照4Gy(0.8Gy×5d)和5Gy(0.5Gy×10d)组没有观察到这种效应。结论 在一定剂量范围,榄香烯通过清除自由基减少靶分子的损伤。
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Radioprotective effects of elemene on spleen lymphocyte subsets of mice and its regulation.
Liu Yongbiao, Su Liaoyuan, Kong Xiangrong. Department of Medical Radiobiology , Suzhou Medical College, Suzhou 215007, China.
Objective To explore the radioprotective effcets of elemene on spleen lymphocyte subsets of mice and the relationship between dose and effect, and its regulation.Methods The spleen lymphocytes in mice were separated into L3T4, Lyt2 and B cells after fractional irradiation by a panning method with monoclonal antibodies, and the effects of elemene on function and regulation of lymphocyte subsets were studied by using 3H-TdR incorporation. The SOD activety and LPO content were measured as well.Results Elemene could increase the radiation resistance of lymphocyte subsets of 2.5Gy(0.5Gy×5d) group, enhance the auxiliary effects of L3T4 on B cell, increase spleen SOD activity and decrease LPO content. Not such effect were observed in 4Gy(0.8Gy×5d) and 5Gy(0.5Gy×10d) gyoups.Conclusion The mechanism of protection of elemene in limied dose range may be due to its scavenging free radicals and relieving the damage of target cells.
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Key words Elemene Lymphocyte subsets Cell membrane DNA Free radicals Peroxidation
淋巴细胞各亚群间进行复杂而有序的相互调节,进而发挥各自独特的作用,在机体免疫反应中起重要作用。电离辐射可导致淋巴细胞亚群功能和相互调节的紊乱。榄香烯是从中药莪术中提取的有效成分,具有抑瘤、升白和主动免疫保护作用[1]。本文在分离鼠脾淋巴细胞亚群的基础上,观察榄香烯对受照不同分割剂量的各亚群及其调节的辐射保护效应。
1 材料和方法
1.1 实验动物: 昆明种雄性小鼠,体重20±2g。随机分组,分别给予2.5Gy(0.5Gy×5d)、5Gy(0.5Gy×10d)和4Gy(0.8Gy×5d)60Coγ射线照射。剂量率0.5Gy/min,源皮距3.9m。每次照射前6小时,按0.01mg/g体重,于尾静脉推注经生理盐水稀释10倍的榄香烯(大连金港制药公司)。分别于照射后1和4小时活杀小鼠制成组织匀浆和脾细胞悬液备用。
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1.2 SOD活力和LPO含量的测定:用Misrra建立的肾上腺素自身氧化法测SOD活力[2],以U/ml表示。用Uchiyama建立的方法测LPO含量[3],以MDAnmol/g湿重表示。
1.3 脾淋巴细胞亚群的分离及纯度和存活率的鉴定:采用Wysocki等建立的Panning-直接法分离淋巴细胞亚群[4]。用RPMI 1640液将脾细胞悬液调成0.5×107/ml浓度,加到无菌培养皿(Corning, USA)中,每皿加5ml,37℃静置90分钟。吸取非贴壁细胞,PBS洗二次,即为去单核的单个核细胞(MNC),备用。收集贴壁的单核细胞并计数,供培养细胞用。首先将McAbL3T4和McAbLyt2(北京医科大学)包被于培养皿底,将分离的MNC按每皿2×107加入皿中,4℃放置90分钟。洗去所粘附细胞,加入RPMI 1640培养液收集粘附细胞即分别得到L3T4和Lyt2细胞。采用间接免疫荧光试验[加入羊抗鼠Ig-FITC(北京医科大学)]和台盼蓝拒染法分别对所获细胞作纯度和存活率鉴定。结果表明,L3T4和Lyt2的纯度分别为85%和88%,二种细胞存活率在85%以上。 用Panning-间接法分离B细胞,将去单核的MNC,按0.5×107/ml,加入5ml包被羊抗鼠-Ig的培养皿中,用荧光二抗同样方法鉴别,纯度在90%以上。台盼蓝拒染法鉴定存活率在90%以上。
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1.4 脾细胞及亚群的转化功能:应用我室建立并常规应用的方法[5]。
1.5 L3T4,Lyt2细胞对B细胞的调节:分离的L3T4,Lyt2细胞和B细胞分别在含PHA和LPS的RPMI 1640培养液中,加入适量单核细胞,37℃培养96小时,将细胞洗3次,去除未作用的丝裂原,备用。将L3T4,Lyt2细胞与B细胞按1∶2比例混合在含LPS的RPMI 1640中培养48小时。加7.4×104Bq/瓶3H-TdR,16小时后收获并测每分钟计数。同时设L3T4,Lyt2,B细胞单独培养组(细胞数和混合培养中各类细胞含量一致)。每份设二个平行样品,取平均值,计算1×105细胞的每分钟计数。进行平方根转换后,行t或F检验。
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2 结果
2.1 榄香烯对脾淋巴细胞和亚群转化功能的影响:榄香烯提高了受照2.5Gy小鼠脾淋巴细胞和亚群的辐射抗性,而对受照4Gy和5Gy小鼠没有观察到这种效应,结果见表1。
表1 榄香烯对小鼠脾淋巴细胞亚群辐射抗性的影响[(±s).min-1] 组 别
(Gy)
淋巴细胞
(PHA)
淋巴细胞
(LPS)
, 百拇医药
L3T4
细胞
Lyt2
细胞
B细胞
照射对照
2.5
18181±4929
15944±4008
7240±1520
6186±1487
10680±4113
, 百拇医药
4.0
9070 ±1827
8276 ±2088
4806±1224
4177±894
6041 ±2411
5.0
10544±2910
8072 ±2643
5046±1480
4473±1043
6420 ±1872
, http://www.100md.com
照射给药
2.5
23340±7398*
20946±6140*
9436±2004**
7987±1548*
13864±5233*
4.0
9889 ±2073
9246 ±2153
5442±1243
, 百拇医药
4089±935
6247 ±2093
5.0
10986±3104
9231 ±2538
5364±1870
4786±989
6379 ±1557
注:n=6;与照射对照组比 *P<0.05; **P<0.01
2.2 榄香烯对脾淋巴细胞间调节的影响:榄香烯提高了受照2.5GyL3T4(TH)细胞对B细胞的辅助调节作用,受照4Gy和5Gy无显著变化。榄香烯对三种剂量照射的Lyt2与B细胞的调节无显著影响,结果见表2。
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表2 榄香烯对受照小鼠脾淋巴细胞亚群间调节的影响[(±s).min-1] 组 别
(Gy)
PHAL3T4+LPSB
PHALyL2+LPSB
PHAL3T4
PHALyt2
LPSB
照射对照
, 百拇医药
2.5
14132±3842
11397±3842
3246±887
2862±896
9877 ±3207
4.0
8032 ±2326
5326 ±1842
1892±432
1427±398
5726 ±2113
, http://www.100md.com
5.0
8462 ±2342
6383 ±1876
2048±527
1644±514
6098 ±1872
照射给药
2.5
20937±5240*
14875±4280
4518±1120
3468±1209
, 百拇医药
12960±4688
4.0
7942 ±2406
5431 ±1673
1887±482
1378±408
5672 ±2210
5.0
10047±2137
6496 ±2006
1237±586
1588±482
, http://www.100md.com
6432 ±1998
注:n=6;与PHAL3T4和LPSB相加比, *P<0.05
2.3 榄香烯对小鼠脾脏SOD活力和LPO含量的影响:榄香烯提高了受照2.5Gy和4Gy鼠脾SOD活力和降低了LPO含量,但对5Gy受照鼠脾没有显著影响,结果见表3。
表3 榄香烯对小鼠脾SOD活力和
LPO含量的影响(±s) 组 别
(Gy)
SOD活力
(U/ml)
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LPO含量
(MDA nmol/g湿重)
照射对照
2.5
197±30
1.87±0.39
4.0
98±18
4.48±1.22
5.0
124±25
3.86±1.04
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照射给药
2.5
295±45**
1.04±0.35**
4.0
136±22*
3.20±0.94*
5.0
128±24
3.46±1.98
注:n=6;与单纯照射组比 *P<0.05; **P<0.01
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3 讨论
榄香烯对受照2.5Gy(0.5Gy×5d)小鼠脾淋巴细胞PHA激活的T细胞和LPS激活的B细胞,以及由Panning-直接法分纯的 L3T4,Lyt2和B细胞,均表现出辐射保护作用,其中对 L3T4的效应最为显著。但对受照
4Gy(0.8Gy×5d)和5Gy(0.5Gy×10d)的小鼠没有表现出这种保护效应。胞液和线粒体中的SOD通过歧化O-2形成H2O2,后者经过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶分解,从而减轻活性氧自由基对淋巴细胞的损伤[6]。
电离辐射可通过直接作用和释放调节因子两种途径,抑制T细胞对B细胞的调节[7]。膜DNA和蛋白质,都是电离辐射重要的靶,膜受体的损伤,使细胞抗原性和功能损害。我们已证实榄香烯对CD+4细胞膜受体有显著保护作用[8]。本实验提示榄香烯对受照4Gy和5Gy小鼠没有表现出这种效应。淋巴细胞亚群有着不同的抗原性,而且分泌不同的淋巴因子,因而功能各异。本实验应用单克隆抗体分纯小鼠脾淋巴细胞亚群,解决了以往人们在动物水平研究淋巴细胞,多用流式细胞仪,免疫组化及特异性丝裂原激活等方法,只能得到百分比和混合培养结果的问题,能够客观准确地研究亚群的功能和相互作用,未见文献报道。
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电离辐射通过产生自由基(主要有OH·,O-2和H2O2)造成靶的损伤,自由基引起的脂质过氧化反应,造成生物膜功能和代谢的改变[9],其代谢产物(MDA及LPO)直接攻击核酸、膜蛋白受体,致使膜结构和功能失调,并通过遗传物质的改变诱发肿瘤。自由基攻击的另一个重要的靶是DNA,除造成单链、双链断裂,还可引起碱基损伤,分子交联等[10,11]。对受照2.5Gy和4Gy小鼠,榄香烯提高了SOD活力和降低了LPO含量,对受照5Gy小鼠没有显著影响。但受照4Gy小鼠脾淋巴细胞及亚群均未观察到显著保护作用。另外4Gy(0.8Gy×5d)较5Gy(0.5Gy×10d)相对生物效能并不低,但4Gy照射却观察到SOD的提高和LPO的降低,说明榄香烯在动物水平的辐射保护效应有一定的剂量范围和时效性,其通过清除自由基的途径,机理较复杂,需要进一步研究。
参考文献
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(收稿:1997-12-03 修回:1998-05-11), http://www.100md.com