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不同剂量辐射对小鼠造血干/祖细胞的慢性损伤

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[背景]电离辐射(IR)引起的造血系统慢性损伤常被忽略,该损伤的本质原因是造血干/祖细胞(HSPCs)的损害.[目的]探究不同辐射剂量与同一辐射剂量不同辐射方式IR对小鼠骨髓内HSPCs的长期影响,为减少IR导致的造血系统慢性损伤提供科学依据.[方法]将16只8～10周龄雄性C57BL/6小鼠随机分为4组.各组小鼠接受不同剂量和不同方式的X射线全身辐射,分别为1.5 Gy连续4次(1.5 Gy×4)辐射组(n=5)、3 Gy辐射组(n=4)、6 Gy辐射组(n=4)和未辐射组(n=3).辐射后2个月,收集各组小鼠骨髓细胞并计数,通过体外克隆形成实验(CAFC)分析骨髓细胞的克隆形成能力,通过流式细胞术分析HSPCs的细胞比例,通过增殖细胞核抗原-67(Ki-67)和7-氨基放线菌素D(7-AAD)双染色分析HSPCs的细胞周期,通过2,7-二氯二氢荧光素二乙酸酯(DCFDA)探针分析HSPCs的活性氧(ROS)水平,通过5-十二酰氨基荧光素-二-β-D-吡喃半乳糖苷(C12FDG)探针分析HSPCs的细胞老化情况,通过实时荧光定量PCR检测P16、P19、P21和P27等老化相关基因的表达差异.[结果]不同剂量和不同方式辐射小鼠后2个月,小鼠骨髓细胞数无明显变化(均P>0.05);3 Gy和6 Gy辐射后骨髓细胞的体外克隆形成能力较未辐射组下降(P<0.01);HSPCs对不同辐射剂量和辐射方式的反应不一致.总体来看,与未辐射组相比,辐射后长时程造血干细胞(LT-HSCs)细胞比例无明显变化(P>0.05),造血祖细胞(HPCs)、造血干细胞(HSCs)、短时程造血干细胞(ST-HSCs)和多能造血祖细胞群2(MPP2)细胞比例升高(均P<0.05),LSK、MPP1、MPP3和MPP4细胞比例降低(均P<0.05);除了HPCs和MPP2外,HSPCs的G0期比例减少(均P<0.05);单次6 Gy辐射后HSPCs的ROS明显增加(均P<0.05),3 Gy和1.5 Gy×4辐射后的ROS与未辐射组水平无差异(均P>0.05);HPCs、LSK和HSCs细胞经辐射暴露后老化细胞比例均增加(均P<0.05),且1.5 Gy×4和6 Gy辐射后HSCs内P16、P19、P21和P27等老化相关基因表达量较未辐射组升高(均P<0.05).[结论]骨髓内HSPCs对不同剂量和不同方式的IR反应不一致.ROS累积和细胞老化可能参与了IR导致的HSPCs损伤过程.
Chronic injury of hematopoietic stem and progenitor cells induced by different doses of radiation

张晋福、徐子松、范汉程、杨子豪、邓榕、曾俊文、舒鑫、曾慧红、邵立健

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南昌大学公共卫生学院,劳动卫生与环境卫生学教研室/江西省预防医学重点实验室,江西南昌330006

南昌大学基础医学院组织胚胎学教研室,江西南昌 330006

南昌大学高等研究院微纳米科学与技术省重点实验室,江西南昌 330006

电离辐射 造血干/祖细胞 细胞周期 活性氧 细胞老化

国家自然科学基金国家自然科学基金江西省自然科学基金江西省自然科学基金南昌大学交叉创新基金

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2022

10.11836/JEOM21494

环境与职业医学
上海市疾病预防控制中心 中华预防医学会

环境与职业医学

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.71
ISSN：1006-3617
年,卷(期)：2022.39(7)
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