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肺组织受到电离照射后数小时,肺间质中的上皮细胞、内皮细胞和肺实质细胞开始发生凋亡[1-2]。细胞凋亡可以释放促炎性细胞因子、趋化因子和抗原等,抗原提呈细胞识别新出现的抗原,呈递给T淋巴细胞。因此,电离辐射具有启动机体免疫应答的作用[3-4]。
北京市放射生物学重点实验室前期建立了小鼠放射性肺纤维化模型,发现T细胞及其亚群与放射性肺纤维化关系密切[5]。本研究利用该模型检测小鼠胸部照射早期不同时间点肺组织免疫相关T细胞的变化,以期明确放射性肺损伤早期免疫细胞的反应,为放射性肺损伤机制和防治的研究提供依据。
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利用CD45抗体标记检测小鼠肺组织 WBC 的比例变化见表1。由表1可见,与对照组相比,照射组小鼠肺组织 WBC 比例显著降低,这与白细胞的辐射敏感性反应一致。
照射后时间 白细胞/肺总细胞(%) 对照组 20 Gy照射组 第3小时 53.69±4.99 29.75±5.72a 第12小时 43.90±6.54 28.62±1.22a 第1天 42.75±6.90 27.60±6.51a 第2天 36.78±4.10 24.82±8.10a 第3天 45.39±6.42 29.69±6.94a 第7天 50.28±7.00 32.36±4.58a 第14天 52.50±6.38 40.92±6.66a 注:表中,a:与对照组比较,差异均有统计学意义(t=3.446~7.781,均P<0.01) 表 1 20 Gy γ射线照射后不同时间点小鼠白细胞比例的变化(
,n=8)${\bar x} \pm s $ Table 1. Changes in the proportion of leukocytes in mice at different time points after 20 Gy γ-ray irradiation (
, n=8)${\bar x} \pm s $ -
通过CD3抗体标记检测小鼠总T淋巴细胞的比例变化见表2。由表2可见,照射后早期(第3小时至第2天)T淋巴细胞减少,这说明辐射对T细胞有明显损伤;第3天后T淋巴细胞基本恢复至对照组水平,这可能与T淋巴细胞的应激增殖反应有关。
照射后时间 CD3+T细胞/CD45+T细胞(%) 对照组 20 Gy照射组 第3小时 41.23±2.94 31.73±2.31a 第12小时 35.56±1.81 14.54±2.01a 第1天 33.74±1.28 27.10±1.58a 第2天 15.92±0.88 8.98±3.22a 第3天 31.47±0.50 26.75±3.28 第7天 28.36±3.02 24.00±2.22 第14天 23.90±3.96 19.58±1.31 注:表中,a:与对照组比较,差异均有统计学意义(t=4.413~15.430,均P<0.01) 表 2 20 Gy γ射线照射后不同时间点小鼠CD3+总T淋巴细胞比例的变化(
,n=8)$\bar x \pm s$ Table 2. Changes in the proportion of CD3+ T cells in mice at different time points after 20 Gy γ-ray irradiation (
, n=8)$\bar x \pm s$ -
小鼠肺组织T细胞亚群CD4+和CD8+的检测结果及其比例见表3。由表3可见,照射后CD4+和CD8+均呈现波动性变化,但存在明显的时相差异,CD4+细胞在照射后早期(第3小时和第12小时)即显著减少(t=5.019、4.912,均P<0.01),1 d后恢复至对照组水平(t=0.352,P=0.99),第2天和第7天低于对照组(t=3.142、4.705,均P<0.05);CD8+细胞在照射后早期(第3小时和第12小时)无明显变化(t=0.429、1.982,均P>0.05),第1天和第3天降低明显(t=6.736、4.738,均P<0.01),第7天后显著升高(t=7.537、3.903,均P<0.01)。CD4+/CD8+比值在照射后12 h内降低(t=5.624、4.083,均P<0.01),第1天和第3天升高明显(t=13.410、5.702,均P<0.01),但第7天后又下降(t =5.505、3.928,均P <0.01)。
照射后时间 CD4+T细胞/CD3+T细胞(%) CD8+T细胞/CD3+T细胞(%) CD4+T细胞/CD8+T细胞(%) 对照组 20 Gy照射组 对照组 20 Gy照射组 对照组 20 Gy照射组 第3小时 39.62±2.97 27.30±3.90a 36.22±1.46 35.30±3.77 1.10±0.10 0.77±0.08a 第12小时 38.68±2.11 25.17±4.13a 35.74±0.97 40.48±2.89 1.10±0.10 0.62±0.10a 第1天 43.70±3.13 42.90±7.54 31.90±1.62 18.59±1.74a 1.37±0.07 2.43±0.17a 第2天 53.48±5.33 46.09±4.49b 31.93±3.74 31.97±4.52 1.50±0.24 1.33±0.14 第3天 47.24±2.34 47.94±5.08 33.29±2.91 23.93±3.43a 1.38±0.17 1.86±0.16a 第7天 40.53±3.45 29.84±5.85a 37.43±4.95 52.84±6.25a 1.00±0.11 0.56±0.16a 第14天 34.50±4.32 36.08±4.31 34.10±6.27 41.81±4.65a 1.03±0.15 0.88±0.21a 注:表中,a:与对照组比较,差异均有统计学意义(t=3.640~14.850,均P<0.01);b:与对照组比较,差异有统计学意义(t=3.142,P<0.05) 表 3 20 Gy γ射线照射后不同时间点小鼠CD4+T、CD8+T细胞比例的变化(
,n=8)${\bar x} {\pm} s$ Table 3. Changes in the proportion of CD4+T and CD8+T cells in mice at different time points after 20 Gy γ-ray irradiation(
,n=8)${\bar x} {\pm} s$ -
通过CD4、CD25和Foxp3抗体标记检测小鼠肺组织Treg比例变化的结果见表4。由表4可见,与对照组比较,照射组小鼠肺组织Treg比例显著增高。前期实验结果证明,放射性肺纤维的发生发展过程中一直伴随有Treg增高(t=2.813~4.406,均P<0.05),本实验结果进一步证明Treg在照射后早期即有明显增高,这可能与辐射诱发早期炎性反应有关。
时间 调节性T细胞/CD4+T(%) 对照组 20 Gy照射组 第3小时 1.00±0.45 3.73±0.92a 第12小时 1.17±0.15 1.88±0.38 第1天 5.38±1.07 7.83±1.19a 第2天 1.34±0.41 3.01±0.95b 第3天 1.61±0.85 3.59±1.52a 第7天 2.81±0.74 4.55±1.44a 第14天 3.40±0.46 5.07±1.85b 注:表中,a:与对照组比较,差异均有统计学意义(t=3.387~4.406,均P<0.01);b:与对照组比较,差异均有统计学意义(t=2.813、3.047,均P<0.05) 表 4 20 Gy γ射线照射后不同时间点小鼠调节性T细胞比例的变化(
,n=8)${\bar x} \pm s$ Table 4. Changes in the proportion of Treg cells in mice at different time points after 20 Gy γ-ray irradiation (
, n=8)${\bar x} \pm s$
γ射线胸部照射小鼠早期肺组织的免疫细胞反应
Early response of immune-related T cells in the lung tissue of mice exposed to gamma rays in the chest
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摘要:
目的 探索γ射线胸部照射小鼠早期肺组织免疫相关T淋巴细胞反应。 方法 将112只C57BL/6 雄性小鼠[6~8 周龄,(20±2) g]采用随机数字表法随机分为14组(照射组和对照组各7组),每组8只。照射组小鼠进行单次20 Gy 60Co γ射线胸部照射,分别在照射后第3 、12 小时和第1 、2 、3 、7 、14 天用流式细胞仪检测肺组织的白细胞、T淋巴细胞(CD3+)及其CD4+和CD8+亚群、调节性T细胞(Treg)等免疫细胞比例的变化。两组间比较采用 t 检验。 结果 照射后的小鼠肺组织白细胞显著降低(t=3.446~7.781,均P<0.01);CD3+T细胞在照射后早期(第3小时至第2天)降低明显(t=4.413~15.430,均P<0.01);Treg (CD4+CD25+Foxp3+)显著升高(t=2.813~4.406,均P<0.05);CD4+在照射后早期(第3小时和第12小时)减少(t=5.019、4.912,均P<0.01),1 d后恢复至对照组水平;CD8+在照射后早期(第3小时和第12小时)无明显变化,第1天和第3天降低明显(t=6.736、4.738,均P<0.01),第7 天后升高(t=7.537、3.903,均P<0.01);CD4+/CD8+比值在照射后12 h内降低(t=5.624、4.083,均P<0.01),第1天和第3天升高明显(t=13.410、5.702,均P<0.01),但7 d后又下降(t=5.505、3.928,均P<0.01)。 结论 胸部照射小鼠早期肺组织免疫相关细胞呈现各种不同变化,这可能与辐射导致免疫细胞损伤以及机体应激反应产生的免疫应答有关。 -
关键词:
- 辐射,电离 /
- 肺损伤 /
- 免疫反应 /
- T 淋巴细胞,调节性
Abstract:Objective To explore the early response of immune-related T cells in the lung tissue of mice, whose chests were exposed to gamma rays. Methods A total of 112 C57BL/6 mice (6–8 weeks old, (20 ± 2) g) were randomly divided into 14 groups (7 irradiation groups and 7 corresponding control groups, n = 8). The irradiation groups received a single dose of chest irradiation (20 Gy) by using a 60Co ray source. The immune cells in the lung, including white blood cells and T cell (CD3+) and its subtypes (CD4+/CD8+/Treg) in the lung tissue, were detected using flow cytometry at 3 h, 12 h, and 1, 2, 3, 7, and 14 days after irradiation. The t test was used to compare the two groups. Results The leukocytes in the lung tissue of irradiated mice were significantly reduced (t=3.446–7.781, all P<0.01). The CD3+ T cells decreased early after irradiation (3 h–2 days; t=4.413–15.430, all P<0.01). The Treg cells (CD4+CD25+Foxp3+) increased significantly (t=2.813–4.406, all P<0.05). The CD4+ T cells decreased significantly at the early stage after irradiation (3 h and 12 h; t=5.019, 4.912; both P<0.01) and returned to the control level after one day. The CD8+ T cells did not change at the early stage (3 h and 12 h), decreased significantly at 1 and 3 days ( t=6.736, 4.738; both P<0.01), and increased significantly after seven days (t=7.537, 3.903; both P<0.01). The CD4+/CD8+ ratio decreased within 12 h after irradiation ( t=5.624, 4..083; both P<0.01), increased significantly at 1 and 3 days (t=13.410, 5.702; both P<0.01), and decreased again after seven days (t=5.505, 3.928; both P<0.01). Conclusion Chest-irradiated mice showed different changes in immune-related cells in the lung tissue at the early stage after irradiation, which may be related to the damage of immune cells by radiation and the immune response produced by the body's stress response. -
Key words:
- Radiation, ionizing /
- Lung injury /
- Immune response /
- T-lymphocytes, regulatory
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表 1 20 Gy γ射线照射后不同时间点小鼠白细胞比例的变化(
,n=8)${\bar x} \pm s $ Table 1. Changes in the proportion of leukocytes in mice at different time points after 20 Gy γ-ray irradiation (
, n=8)${\bar x} \pm s $ 照射后时间 白细胞/肺总细胞(%) 对照组 20 Gy照射组 第3小时 53.69±4.99 29.75±5.72a 第12小时 43.90±6.54 28.62±1.22a 第1天 42.75±6.90 27.60±6.51a 第2天 36.78±4.10 24.82±8.10a 第3天 45.39±6.42 29.69±6.94a 第7天 50.28±7.00 32.36±4.58a 第14天 52.50±6.38 40.92±6.66a 注:表中,a:与对照组比较,差异均有统计学意义(t=3.446~7.781,均P<0.01) 表 2 20 Gy γ射线照射后不同时间点小鼠CD3+总T淋巴细胞比例的变化(
,n=8)$\bar x \pm s$ Table 2. Changes in the proportion of CD3+ T cells in mice at different time points after 20 Gy γ-ray irradiation (
, n=8)$\bar x \pm s$ 照射后时间 CD3+T细胞/CD45+T细胞(%) 对照组 20 Gy照射组 第3小时 41.23±2.94 31.73±2.31a 第12小时 35.56±1.81 14.54±2.01a 第1天 33.74±1.28 27.10±1.58a 第2天 15.92±0.88 8.98±3.22a 第3天 31.47±0.50 26.75±3.28 第7天 28.36±3.02 24.00±2.22 第14天 23.90±3.96 19.58±1.31 注:表中,a:与对照组比较,差异均有统计学意义(t=4.413~15.430,均P<0.01) 表 3 20 Gy γ射线照射后不同时间点小鼠CD4+T、CD8+T细胞比例的变化(
,n=8)${\bar x} {\pm} s$ Table 3. Changes in the proportion of CD4+T and CD8+T cells in mice at different time points after 20 Gy γ-ray irradiation(
,n=8)${\bar x} {\pm} s$ 照射后时间 CD4+T细胞/CD3+T细胞(%) CD8+T细胞/CD3+T细胞(%) CD4+T细胞/CD8+T细胞(%) 对照组 20 Gy照射组 对照组 20 Gy照射组 对照组 20 Gy照射组 第3小时 39.62±2.97 27.30±3.90a 36.22±1.46 35.30±3.77 1.10±0.10 0.77±0.08a 第12小时 38.68±2.11 25.17±4.13a 35.74±0.97 40.48±2.89 1.10±0.10 0.62±0.10a 第1天 43.70±3.13 42.90±7.54 31.90±1.62 18.59±1.74a 1.37±0.07 2.43±0.17a 第2天 53.48±5.33 46.09±4.49b 31.93±3.74 31.97±4.52 1.50±0.24 1.33±0.14 第3天 47.24±2.34 47.94±5.08 33.29±2.91 23.93±3.43a 1.38±0.17 1.86±0.16a 第7天 40.53±3.45 29.84±5.85a 37.43±4.95 52.84±6.25a 1.00±0.11 0.56±0.16a 第14天 34.50±4.32 36.08±4.31 34.10±6.27 41.81±4.65a 1.03±0.15 0.88±0.21a 注:表中,a:与对照组比较,差异均有统计学意义(t=3.640~14.850,均P<0.01);b:与对照组比较,差异有统计学意义(t=3.142,P<0.05) 表 4 20 Gy γ射线照射后不同时间点小鼠调节性T细胞比例的变化(
,n=8)${\bar x} \pm s$ Table 4. Changes in the proportion of Treg cells in mice at different time points after 20 Gy γ-ray irradiation (
, n=8)${\bar x} \pm s$ 时间 调节性T细胞/CD4+T(%) 对照组 20 Gy照射组 第3小时 1.00±0.45 3.73±0.92a 第12小时 1.17±0.15 1.88±0.38 第1天 5.38±1.07 7.83±1.19a 第2天 1.34±0.41 3.01±0.95b 第3天 1.61±0.85 3.59±1.52a 第7天 2.81±0.74 4.55±1.44a 第14天 3.40±0.46 5.07±1.85b 注:表中,a:与对照组比较,差异均有统计学意义(t=3.387~4.406,均P<0.01);b:与对照组比较,差异均有统计学意义(t=2.813、3.047,均P<0.05) -
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