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免疫系统对电离辐射极为敏感，机体受到较高剂量的电离辐射会引起免疫系统损伤和炎症反应。多种细胞因子作为重要的炎症介质和免疫调节因子，在免疫系统损伤的调节中发挥着重要的作用。本研究分析小鼠接受亚致死剂量6 Gy 137Cs γ射线全身照射后10周，利用炎症免疫刺激剂脂多糖进行攻击，小鼠血液中抗炎性细胞因子白细胞介素10（interleukin-10，IL-10）、白细胞介素6（interleukin-6，IL-6）和肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）水平的变化，以探讨脂多糖刺激对小鼠血清中IL-10、IL-6和TNF-α水平的影响。
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C57BL/6小鼠，雄性，30只，体质量为18~22 g，由北京维通利华实验动物中心提供，小鼠饲料为清洁级全价鼠料，由北京科奥协力饲料有限公司提供。
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脂多糖为美国Sigma公司产品。IL-10、IL-6和TNF-α酶联免疫吸附试剂盒为美国ADL公司产品。Tecan Infinite M200型多功能酶标仪为瑞士Tecan公司产品。137Cs γ射线照射源由加拿大原子能有限公司提供，剂量率为0.78 Gy/min。
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将30只C57BL/6雄性小鼠随机分为6组：假照射对照组、假照射+脂多糖1h组、假照射+脂多糖24 h组、照射对照组、照射+脂多糖1h组、照射+脂多糖24 h组，每组5只。其中，假照射组接受假照射，照射组进行6 Gy 137Cs γ射线一次性全身照射。照射后10周，脂多糖24 h组小鼠提前24 h按20 mg/kg剂量腹腔注射脂多糖，脂多糖1 h组小鼠提前1 h腹腔注射脂多糖，对照组小鼠提前1 h腹腔注射生理盐水，100 μl/只。
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各组小鼠同时摘眼球取血，以离心半径为13.5 cm，1000 r/min离心10 min收集血清，-80 ℃保存，利用酶联免疫吸附技术检测小鼠血清中IL-10、IL-6和TNF-α的水平。检测方法严格按照试剂盒说明书进行操作，反应终止后用多功能酶标仪检测450 nm处吸光度值，再根据标准曲线确定所测细胞因子的水平。
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实验数据以均数±标准差（x±s）表示，组间均数比较采用Excel软件中的非配对双边t检验，P < 0.05为差异有统计学意义。
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6 Gy γ射线照射后10周，各组小鼠的体质量见表 1。假照射组和照射组小鼠体质量之间差异无统计学意义（t=0.43、0.47和1.61，P均 > 0.05），说明各组小鼠的身体状态没有差异。
组别 假照射组 照射组 对照组 26.62±1.15 26.32±1.03 脂多糖员h组 24.34±1.07 23.55±3.61 脂多糖24 h组 24.86±1.41 21.73±4.11 表 1 6 Gy γ射线全身照射后10周假照射组和照射组小鼠的体质量
（x±s，g） -
6 Gy γ射线照射后10周，各组小鼠血清中IL-10、IL-6和TNF-α的水平见表 2、表 3和表 4。假照射组小鼠在给予脂多糖刺激1 h后，血清中IL-10、IL-6和TNF-α水平与其对照组相比均显著升高（t=7.31、2.71和15.09，P分别为 < 0.01、 < 0.05和 < 0.01），照射组小鼠在给予脂多糖刺激1 h后，血清中IL-10、IL-6和TNF-α水平与其对照组相比均显著升高（t=4.14、7.18和5.14，P均 < 0.01），假照射组小鼠在给予脂多糖刺激24 h后，血清中IL-10和IL-6水平与其对照组相比均显著升高（t=5.37和6.69，P < 0.01）。脂多糖刺激1h后，与假照射组相比，照射组小鼠血清中IL-10水平升高了76.5%（t=2.61，P < 0.05）、IL-6水平升高了4.1%（t=2.55，P < 0.05）。脂多糖刺激24 h后，与假照射组相比，照射组小鼠血清中IL-6和TNF-α水平无显著变化，IL-10水平升高了19.9%（t=2.84，P < 0.05）。
组别 假照射组 照射组 对照组 9.22±0.80 8.62±0.58 脂多糖员h组 15.14±1.63 26.73±9.58 脂多糖24 h组 14.80±2.18 17.75±0.81 表 2 6 Gy γ射线全身照射后10周小鼠血清中白细胞介素10的水平
（x±s，pg/ml) 组别 假照射组 照射组 对照组 26.04±0.63 26.09±0.71 脂多糖员h组 27.42±0.94 28.54±0.28 脂多糖24 h组 34.74±2.84 33.04±7.38 表 3 6 Gy γ射线全身照射后10周小鼠血清中白细胞介素6的水平
（x±s，pg/ml） 组别 假照射组 照射组 对照组 63.73±2.01 74.49±3.76 脂多糖员h组 1128.17±157.74 840.23±332.92 脂多糖24 h组 99.43±9.71 86.35±20.32 表 4 6 Gy γ射线全身照射后10周小鼠血清中肿瘤坏死因子α的水平
（x±s，pg/ml) -
造血系统是电离辐射的主要危象器官。机体受到照射后，造血祖细胞、造血干细胞以及造血微环境等都会出现与照射剂量相关的损伤并影响造血机能[1]。但免疫系统对辐射损伤的敏感性最高，且免疫系统对辐射损伤具有缓慢恢复性的特点[2]。
脂多糖也称细菌内毒素，是存在于革兰氏阴性细菌细胞外壁的可诱发细胞损伤与凋亡的主要物质。脂多糖从活菌体上缓慢释放，通过刺激免疫细胞释放IL-10、IL-6、氧自由基、NO及组胺等炎症介质细胞因子，诱发全身的过度炎症反应，可用于检测免疫系统对感染的反应性[3-4]。
在参与炎症反应的众多介质中，最有影响的是IL-6，它与内毒素性休克发病和死亡的关系也最密切[5]。IL-6是一种重要的参与机体应激反应和免疫调节的细胞因子，可由淋巴细胞和某些非淋巴细胞（如成纤维细胞、内皮细胞等）产生，它可促使分化成熟的B细胞分泌抗体，并增加自然杀伤细胞的杀伤功能。TNF-α是免疫炎症反应的重要介质，作为一种由活化的单核巨噬细胞产生的具有多种生物学效应的细胞因子，TNF-α在感染和炎症机制中起着介导作用。TNF-α参与了机体的免疫损伤。在病理状态（如感染和辐射暴露等）下，体内TNF-α的水平大都升高[6]。在炎症反应发展的过程中，机体在释放促炎性细胞因子的同时，亦可分泌抗炎性细胞因子以对抗炎症反应，维持机体内环境的稳定。IL-10是一种强有力的抗炎细胞因子，可以在脂多糖的直接诱导下表达[7]。
我们在前期对4 Gy照射剂量研究的基础上[8-9]，通过酶联免疫吸附试验检测了6 Gy 137Cs γ射线一次性全身照射小鼠经过长时间的恢复，腹腔注射脂多糖刺激1 h和24 h后血清中IL-10、IL-6和TNF-α的水平，结果发现在给予脂多糖刺激后，假照射组和照射组小鼠血清中IL-10、IL-6和TNF-α水平与其对照组相比均显著升高，说明脂多糖刺激可诱导血清中IL-10、IL-6和TNF-α的表达。与假照射组相比，照射组小鼠血清中IL-10水平升高，说明亚致死剂量照射小鼠经过长时间恢复后抗感染能力尚未完全恢复；TNF-α和IL-6水平变化不明显，说明部分辐射损伤已基本恢复。总之，脂多糖对辐射暴露后小鼠血清中IL-10、IL-6和TNF-α水平的影响及其意义仍需进一步系统的研究。
脂多糖对受照小鼠血清IL-10、IL-6和TNF-α水平的影响
Effects of lipopolysaccharide on IL-10, IL-6 and TNF-α levels in radiation-exposed mice
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摘要:
目的 探讨6 Gy 137Cs γ射线一次性全身照射后，小鼠血清中白细胞介素10（IL-10）、白细胞介素6（IL-6）和肿瘤坏死因子α（TNF-α）水平的变化及对脂多糖刺激反应性的远期影响。 方法 将实验小鼠分为假照射组和照射组，假照射组不接受照射，照射组给予6 Gy γ射线照射。照射后10周，将假照射组和照射组小鼠按组别分别提前24 h和1 h腹腔注射脂多糖（20 mg/kg），对照组注射生理盐水（100 μl/只）。取小鼠外周血，利用酶联免疫吸附技术检测小鼠血清中IL-10、IL-6和TNF-α的水平。 结果 假照射组小鼠在给予脂多糖刺激1 h后，血清中IL-10、IL-6和TNF-α水平与其对照组相比均显著升高（t=7.31、2.71和15.09，P分别为 < 0.01、 < 0.05和 < 0.01）。照射组小鼠在给予脂多糖刺激1 h后，血清中IL-10、IL-6和TNF-α水平与其对照组相比均显著升高（t=4.14、7.18和5.14，P均 < 0.01）。与假照射组相比，照射组小鼠在给予脂多糖刺激24 h后，TNF-α和IL-6水平无明显变化，IL-10水平升高了19.9%（t=2.84，P < 0.05）。 结论 经6 Gy γ射线照射后10周，小鼠免疫调节功能尚未完全恢复；在接受脂多糖刺激后，假照射组和照射组小鼠的抗感染能力也有差异。脂多糖对辐射后小鼠血清中IL-10、IL-6和TNF-α水平的影响及其意义仍需进一步研究。 Abstract:Objective To investigate the effects of lipopolysaccharide(LPS) on interleukin-10(IL-10), interleukin-6(IL-6) and tumor necrosis factor-α(TNF-α) levels in mice exposed whole body to 6 Gy γ-ray radiation once. Methods The mice were divided into sham-irradiation group and irradiation group. Mice in sham-irradiation group accepted no irradiation, while mice in irradiation group accepted 6 Gy whole body irradiation at dose rate of 0.8 Gy/min. Mice in LPS treated group accepted intraperitoneal injection of LPS (20 mg/kg)at 10 weeks after irradiation, while mice in control group were accepted intraperitoneal injection of saline. The peripheral blood was collected by eyeballs enucleation after 1 h and 24 h respectively, then IL-10, IL-6 and TNF-α levels were detected by enzyme-linked immunoassay. Results Compared to control group, the levels of IL-10, IL-6 and TNF-α in blood serum increased at 1 h and 24 h after LPS injection both in sham-irradiation group(t=7.31, P < 0.01; t=2.71, P < 0.05; t=15.09, P < 0.01) and irradiation group(t=4.14, 7.18 and 5.14, all P < 0.01). Compared to sham-irradiation group, the level of IL-10 increased 19.9% at 24 h after LPS injection in irradiation group(t=2.84, P < 0.05), while the levels of TNF-α and IL-6 had no significant differences between sham-irradiation group and irradiation group. Conclusions The immune system of mice had not entirely recovered at 10 weeks after 6 Gy γ-ray irradiation. After LPS injection, there was difference of anti-infection ability between sham-irradiation group and irradiation group. The effects of LPS on cytokines IL-10, IL-6 and TNF-α levels in radiation-exposed mice need to be further explored. -
Key words:
- Lipopolysaccharides /
- Gamma rays /
- Interleukin-10 /
- Interleukin-6 /
- Tumor necrosis factor-alpha
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表 1 6 Gy γ射线全身照射后10周假照射组和照射组小鼠的体质量
（x±s，g） 组别 假照射组 照射组 对照组 26.62±1.15 26.32±1.03 脂多糖员h组 24.34±1.07 23.55±3.61 脂多糖24 h组 24.86±1.41 21.73±4.11 
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表 2 6 Gy γ射线全身照射后10周小鼠血清中白细胞介素10的水平
（x±s，pg/ml) 组别 假照射组 照射组 对照组 9.22±0.80 8.62±0.58 脂多糖员h组 15.14±1.63 26.73±9.58 脂多糖24 h组 14.80±2.18 17.75±0.81
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表 3 6 Gy γ射线全身照射后10周小鼠血清中白细胞介素6的水平
（x±s，pg/ml） 组别 假照射组 照射组 对照组 26.04±0.63 26.09±0.71 脂多糖员h组 27.42±0.94 28.54±0.28 脂多糖24 h组 34.74±2.84 33.04±7.38
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表 4 6 Gy γ射线全身照射后10周小鼠血清中肿瘤坏死因子α的水平
（x±s，pg/ml) 组别 假照射组 照射组 对照组 63.73±2.01 74.49±3.76 脂多糖员h组 1128.17±157.74 840.23±332.92 脂多糖24 h组 99.43±9.71 86.35±20.32
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[9] 李德冠, 王月英, 路璐, 等.辐射对小鼠免疫系统损伤远期影响的研究.细胞与分子免疫学杂志, 2011, 27(12): 1362-1363.
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