黄酮类化合物对电离辐射诱导PC12细胞损伤的防护作用及其机制研究

论文摘要

近年来,因肿瘤放疗和突发性的核事故所致人体正常组织辐射损伤的相关报道逐渐增多。电离辐射作用于机体可诱导过多的具有强氧化活性的自由基产生,引起细胞膜、DNA、蛋白质等生物大分子发生脂质过氧化反应,从而导致机体造血和免疫功能的障碍、加速机体的衰老进程和退行性病变等一系列的辐射损伤。目前,关于中枢神经系统辐射损伤的研究还比较少,尚缺乏典型的神经系统辐射损伤的体外模型。槲皮素、灯盏花素为黄酮类化合物,作为我国传统中草药,其药源广泛,国内外学者在其抗氧化方面的研究已取得一定进展。槲皮素是一种广泛存在于蔬菜、水果、及茶叶中的天然黄酮类化合物,具有显著的清除自由基的作用,被广泛应用于体内外抗氧化实验的研究。灯盏花素能有效抑制羟自由基、超氧阴离子自由基等自由基的产生,通过直接清除自由基或阻断自由基的链式反应来减轻细胞脂质过氧化的发生。目前为止,国内外尚未见有关槲皮素和灯盏花素对辐射所致自由基损伤的防护作用的研究报道。基于目前槲皮素与灯盏花素在抗氧化方面的研究进展。本实验选用PC12细胞为神经系统辐射损伤的模型细胞,从辐射诱导的自由基损伤机制入手,研究X射线多次照射诱导细胞的累积损伤效应和单次照射所致的辐射损伤效应,并探讨黄酮类药物槲皮素和灯盏花素对单次X射线辐射所致损伤的防护效果。以期为槲皮素和灯盏花素在神经系统辐射损伤方面的进一步研究提供实验依据。具体内容如下：（一）多次X射线暴露所致PC12细胞的损伤效应采用X射线分别以50、150、450、1350mGy剂量辐照PC12细胞,与正常对照组比较,50、150、450mGy单次照射24h后细胞活力均大于100%；1350mGy辐照后细胞活力小于100%。各剂量组细胞活力随辐照次数的增多而逐渐降低,且与辐照累积剂量呈较好的相关性。150、450mGy剂量组细胞中SOD活性随辐照次数的增多而降低（P<0.01）；MDA含量随辐照次数的增多而增高（P<0.01）。研究结果表明：多次中低剂量X射线暴露对PC12细胞有氧化性损伤作用,辐照剂量与损伤程度存在一定的量效关系。（二）单次X射线暴露所致PC12细胞的损伤效应采用X射线分别以2、4、6、8Gy剂量辐照PC12细胞,辐照后24h细胞活力随辐照剂量的增加而降低,与正常对照组比较,4、6、8Gy X射线辐照后细胞活力下降有显著性差异（P<0.05）。与正常对照组比较,4Gy X射线辐照PC12细胞24h后细胞周期发生明显的G1期阻滞,细胞内产生大量的ROS,细胞肿胀、细胞膜破损,偶见细胞核碎片、细胞出现胀亡。研究结果表明：4Gy X射线可诱导PC12细胞产生ROS,抑制细胞生长周期的进程,对PC12细胞有一定的损伤效应。（三）槲皮素对大剂量X射线暴露所致PC12细胞氧化性损伤的保护作用槲皮素以0、6.25、12.5、25、50、100μ mol/L的浓度分别作用PC12细胞,48h内随浓度的增高细胞活力也增高（P<0.01）,表现为促进细胞的增殖；72h后则出现明显的细胞毒性,随浓度的增高细胞毒性越大（P<0.01）。采用4Gy X射线辐照PC12细胞,辐照前2h给予槲皮素（12.5、25、50μmol/L）预作用。与正常对照组比较,辐照组PC12细胞内ROS、MDA含量明显增加,SOD活性、T-AOC显著降低（P<0.01）；与辐照组比较,槲皮素防护组能显著改善辐照诱导PC12细胞的氧化性损伤,减少MDA的含量、增加SOD的活性、提高总抗氧化能力（P<0.01）,且防护效果与槲皮素作用浓度呈剂量依赖性。研究结果表明：槲皮素对4Gy X射线诱导PC12细胞氧化性损伤有一定的防护作用,在一定浓度范围内其防辐射效果与浓度呈较好的相关性。（四）灯盏花素对X射线暴露所致PC12细胞的损伤防护及其作用机制1、灯盏花素以0、3.125、6.25、12.5、25、50、100、200μmol/L的浓度分别作用PC12细胞,作用48h后随浓度的增高细胞活力也增高,但当浓度大于50μmol/L时,PC12细胞的细胞活力降低,表现出明显的细胞毒性（P<0.05）。采用4Gy X射线辐照PC12细胞,辐照前2h给予灯盏花素（5、10、20、40μmol/L）预作用。与正常对照组比较,辐照组PC12细胞内ROS、MDA含量明显增加,SOD活性、T-AOC显著降低（P<0.01）；与辐照组比较,灯盏花素防护组能显著改善辐照诱导PC12细胞的氧化性损伤,减少MDA含量、增加SOD活性、提高总抗氧化能力（P<0.01）,且与灯盏花素的作用浓度呈较好的相关性。正常对照组、辐照组和灯盏花素防护组PC12细胞中8-OHdG的含量变化无统计学意义（P<0.05）。研究结果表明：灯盏花素能有效抑制4Gy X射线诱导PC12细胞的氧化性损伤,在一定浓度范围内其防辐射效果与浓度呈较好的相关性。2、采用4Gy X射线辐照PC12细胞,辐照前2h给予灯盏花素（5、10、20、40μ mol/L）预作用。与正常对照组比较,辐照24h后PC12细胞周期发生明显的G1期阻滞,灯盏花素防护组能明显缓解细胞G1期阻滞；与正常对照组比较,辐照组PC12细胞中JAK1、STAT1mRNA和蛋白的表达均无明显差异,灯盏花素防护组也未见JAK1、STAT1mRNA和蛋白的差异表达。研究结果表明：灯盏花素能有效地抑制4GyX射线辐照PC12细胞引起的辐照损伤,其防护机制可能与缓解细胞周期G1期阻滞有关,与JAK1/STAT1信号通路无关。

论文目录

• 縮略词表
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一章 多次X射线暴露所致PC12细胞的损伤效应
• 1 材料和方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 实验方法
• 2 结果
• 2.1 多次照射对PC12细胞活力的影响
• 2.2 不同剂量及多次照射对PC12细胞中SOD活性的影响
• 2.3 不同剂量及多次照射对PC12细胞中MDA含量的影响
• 3 讨论
• 第二章 单次X射线暴露所致PC12细胞的损伤效应
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 实验方法
• 2 结果
• 2.1 不同剂量辐射所致PC12细胞的损伤
• 2.2 4 Gy X射线辐射对PC12细胞周期的影响
• 2.3 4 Gy X射线辐射PC12细胞24 h后胞内ROS的变化情况
• 3 讨论
• 第三章 槲皮素对大剂量X射线暴露所致PC12细胞氧化性损伤的保护作用
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 实验方法
• 1.3 统计学处理
• 2 结果
• 2.1 槲皮素对PC12细胞的毒性影响
• 2.2 槲皮素对辐射诱导PC12细胞中SOD活性、MDA含量、T-AOC和ROS的影响
• 3 讨论
• 第四章 灯盏花素对X射线暴露所致PC12细胞的损伤防护及其作用机制#23
• 第一节 灯盏花素对X射线暴露所致PC12细胞氧化性损伤的保护作用
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 实验方法
• 1.3 8-OHdG酶联免疫分析
• 2 结果
• 2.1 灯盏花素对PC12细胞的毒性影响
• 2.2 灯盏花素对辐射诱导PC12细胞中SOD活性、MDA含量、T-AOC、ROS及8-OHdG含量的影响
• 3 讨论
• 第二节 灯盏花素对X射线暴露所致PC12细胞损伤的防护机制
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 实验方法
• 2 结果
• 2.1 灯盏花素对辐射所致PC12细胞周期的影响
• 2.2 灯盏花素对辐射所致PC12细胞中JAK1、STAT1 mRNA表达的影响
• 2.3 灯盏花素对辐射所致PC12细胞中JAK1、STAT1蛋白表达的影响
• 3 讨论
• 全文总结
• 参考文献
• 综述 低剂量辐射过程中的自由基损伤及药物防护
• 参考文献
• 发表论文
• 致谢