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造血系统是电离辐射的主要靶器官之一，其敏感性高，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产生与照射剂量相关的损伤，导致造血功能损害[1]，本研究对IRM-2、ICR、615及C57BL/6 4种不同品系小鼠进行不同剂量的γ射线照射，测定照射后不同时间各品系小鼠的造血系统的变化，探讨辐射损伤后小鼠造血功能的修复规律，为辐射损伤模型的研究及应用提供基础数据。
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IRM-2近交系小鼠由本研究所培育，90只，雄性，体质量为20~22 g；ICR、C57BL/6小鼠由北京维通利华实验动物中心提供，其中，ICR小鼠70只，雄性，体质量为22~24 g，C57BL/6小鼠20只，雄性，体质量为20~22 g；615小鼠由中国医学科学院血液病研究所动物室提供，70只，雄性，体质量为22~24 g。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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poch-100i全自动血液分析仪为日本希森美康株式会社产品，137Cs γ射线照射源由加拿大原子能有限公司提供，照射剂量分别为4 Gy和6 Gy（剂量率为0.87 Gy/min）。
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随机取70只IRM-2小鼠，将其和ICR、615品系小鼠按品系各分为7组，每组10只，其中1组为正常对照组，不做任何处理，其余6组均经137Cs γ射线4.0 Gy一次性全身照射，分别在照射后的2 d、5 d、9 d、12 d、15 d、21 d，于眼窦静脉处取血，测定外周血白细胞数。
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在照射后的2 d、5 d、9 d、12 d、15 d、21 d，分别将IRM-2、615、ICR 3种品系的小鼠颈椎脱臼处死，取出一侧股骨，用白细胞稀释液冲洗股骨，制成单细胞悬液，计BMNC数。
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将剩余的20只IRM-2小鼠和C57BL/6小鼠各分为正常对照组及照射组，每组各10只，正常对照组不做任何处理，照射组经137Cs γ射线6.0 Gy一次性全身照射，照射后第45日摘除眼球取血，检测白细胞、红细胞、血红蛋白（hemoglobin，Hgb）、红细胞压积（hematocrit，Hct）指标。
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所有数据结果采用均数±标准差（x±s）表示，两组数据间比较采用t检验，P < 0.05表示差异有统计学意义。
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IRM-2、615、ICR 3种品系小鼠经4.0 Gy 137Cs γ射线照射后不同时间白细胞计数的变化结果见表 1，照射后第2日，白细胞数量下降至最低水平，第5日开始逐渐慢性恢复，IRM-2小鼠的白细胞计数与ICR、615小鼠的比较，差异有统计学意义（t=3.339，P < 0.01；t=2.242，P < 0.05）。第12日至第21日，白细胞计数恢复较快，第12日时，IRM-2小鼠的白细胞计数与ICR、615小鼠相比，差异有统计学意义（t=4.811和4.302，P均 < 0.001）。第21日，ICR、IRM-2和615小鼠的白细胞计数分别恢复至正常值的60.7%、52.0%、50.8%。
受照后时间（d） ICR小鼠 IRM-2小鼠 615小鼠 白细胞计数（×109/L） 相对值（%） 白细胞计数（×109/L） 相对值（%） 白细胞计数（×109/L） 相对值（%） 正常值 10.38±2.75 100 15.30±2.40 100 16.50±2.70 100 2 2.26±0.59 21.8 2.61±0.47 17.1 2.47±0.35 14.9 5 2.14±0.46 20.6 2.93±0.59 19.2 2.50±0.14 15.2 9 4.02±1.21 38.7 4.63±1.80 31.0 3.83±0.61 23.2 12 4.33±0.54 41.7 6.36±1.22 41.6 4.16±1.22 25.2 15 5.24±2.22 50.5 6.74±0.17 44.6 4.32±0.17 26.2 21 6.30±1.56 60.7 7.95±1.34 52.0 8.33±0.61 50.8 表 1 4.0 Gy 137Cs γ射线照射3种品系小鼠后不同时间的白细胞计数的变化结果
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IRM-2、615、ICR 3种品系小鼠经4.0 Gy照射后不同时间BMNC计数的变化结果见表 2，3种品系小鼠在照射后第2日，BMNC计数下降至最低值，第5日，IRM-2小鼠BMNC计数与ICR、615小鼠相比，差异有统计学意义（t=4.527和8.569，P均 < 0.001）。第9日时，BMNC数量大幅度回升，IRM-2小鼠BMNC计数与ICR、615小鼠相比，差异有统计学意义（t=3.725，P < 0.01；t=8.487，P < 0.001），第21日时，ICR、IRM-2、615小鼠的BMNC计数分别恢复至正常值的82.1%、90.8%、75.4%。
受照后时间（d） ICR小鼠 IRM-2小鼠 615小鼠 BMNC计数（×106）/股骨 相对值（%） BMNC计数（×106）/股骨 相对值（%） BMNC计数（×106）/股骨 相对值（%） 正常值 14.00±2.50 100 16.30±1.67 100 15.35±2.83 100 2 2.68±0.29 19.1 3.79±0.67 23.3 2.57±0.58 16.7 5 5.13±0.45 36.6 6.25±0.64 38.3 3.68±0.70 23.9 9 11.14±1.22 79.6 13.31±1.38 81.6 7.68±1.52 50.0 12 10.20±1.22 72.9 12.19±1.68 74.8 7.58±1.21 49.4 15 10.50±2.20 75.0 13.84±2.10 84.9 9.43±0.73 61.4 21 11.50±1.10 82.1 14.80±1.20 90.8 11.58±0.96 75.4 注：表中，BMNC为骨髓有核细胞。 表 2 4.0 Gy 137Cs γ射线照射3种品系小鼠后不同时间的BMNC计数的变化结果
组别 白细胞计数（×109/L） 相对值（%） 红细胞计数（×1012/L） 相对值（%） 血色素（g/L） 相对值（%） 红细胞压积（%） 相对值（%） IRM-2对照组 6.57±2.36 100 10.47±0.49 100 13.97±0.63 100 53.00±2.71 100 IRM-2照射组 4.93±0.84 75.00 10.36±0.32 98.95 13.80±0.41 98.78 51.70±1.47 97.55 C57BL/6对照组 8.03±1.35 100 9.97±0.22 100 13.90±0.29 100 50.83±1.03 100 C57BL/6照射组 3.37±0.25 40.60 9.36±0.25 93.88 12.97±0.34 93.31 47.70±1.48 93.84 表 3 6.0 Gy 137Cs γ射线照射后第45日小鼠外周血象的变化结果
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IRM-2、C57BL/6小鼠经6.0 Gy γ射线照射后第45日外周血象变化的结果见表 3，IRM-2小鼠白细胞、红细胞、Hgb、Hct计数均明显高于C57BL/6小鼠（t=5.629、7.788、4.929和6.064，P均 < 0.001）。IRM-2小鼠白细胞、红细胞、Hgb、Hct计数分别恢复至正常值的75.00%、98.95%、98.78%、97.55%。C57BL/6小鼠的白细胞、红细胞、Hgb、Hct计数分别恢复至正常值的40.60%、93.88%、93.31%、93.84%。结果显示，IRM-2小鼠在辐射损伤后其造血功能的恢复好于C57BL/6小鼠。
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造血功能的辐射损伤被认为是辐射损伤的主要破坏之一，而骨髓是辐射高度敏感的组织，BMNC计数则是反映骨髓损伤的较敏感指标[2]，BMNC计数的变化代表机体造血组织恢复的能力。机体在受照后，外周血细胞几乎都经历这样一个过程：初期迅速下降，极期降到最低值，恢复期则逐步恢复[3]，我们的研究结果也证实了这一规律，IRM-2、615、ICR 3种品系小鼠照后第2日，白细胞计数下降至最低水平，第5日至第21日是逐渐慢性恢复期。BMNC计数在照射后第2日，下降至最低值，到第9日时，有暂时性大幅度回升。辐射又可抑制细胞DNA的合成，损伤核酸结构[4]。从上述结果可以看出，3种品系小鼠在受照后造血系统的损伤和修复规律是一致的。结果证明，3种品系小鼠经4.0 Gy 137Cs γ射线照射后，IRM-2小鼠造血系统损伤后的修复比ICR和615小鼠快。
外周血白细胞、红细胞、Hgb、Hct等在机体受照后也会出现剂量依赖性下降。6.0 Gy 137Cs γ射线照射小鼠时也观察到了这些指标的下降。在照射后第45日时，红细胞、Hgb、Hct恢复较显著，而白细胞的恢复较慢，研究中也发现，IRM-2、C57BL/6小鼠的恢复趋势相同。IRM-2小鼠比C57BL/6J小鼠恢复的快。说明IRM-2小鼠模型更适合电离辐射对造血系统损伤等方面的应用研究。
不同剂量137Cs γ射线照射对小鼠造血系统的影响
Effects of different 137Cs γ radiation dose on mouse hematopoietic system
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摘要:
目的 探讨不同剂量γ射线照射对不同品系小鼠造血功能的影响。 方法 用137Cs γ射线分别对IRM-2、ICR、615品系小鼠进行一次性全身4.0 Gy γ射线照射，在照后不同时间检测小鼠外周血白细胞、骨髓有核细胞（BMNC）的变化。对IRM-2小鼠、C57BL/6小鼠进行6.0 Gy γ射线照射，照后第45日，检测小鼠外周血象的变化。 结果 IRM-2、ICR、615品系小鼠经4.0 Gy照射后第2日，白细胞和BMNC数量降至最低值。第9日，IRM-2小鼠的BMNC计数与ICR、615小鼠相比，差异有统计学意义（t=3.725，P＜0.01；t＝8.487，P＜0.001）。第12日，IRM-2小鼠白细胞计数与ICR、615小鼠相比，差异有统计学意义（t=4.811和4.302，P均＜0.001）。第21日，IRM-2、ICR、615小鼠白细胞计数分别恢复到正常值的52.0%、60.7%、50.8%；BMNC计数分别恢复到正常值的90.8%、82.1%、75.4%。IRM-2、C57BL/6小鼠经6.0 Gy γ射线照射后第45日，IRM-2小鼠外周血白细胞、红细胞、血红蛋白（Hgb）、红细胞压积（Hct）计数均明显高于C57BL/6小鼠（t=5.629、7.788、4.929和6.064，P均 < 0.001）；IRM-2小鼠白细胞、红细胞、Hgb、Hct数量分别恢复至正常值的75.00%、98.95%、98.78%、97.55%；C57BL/6小鼠白细胞、红细胞、Hgb、Hct数量分别恢复至正常值的40.60%、93.88%、93.31%、93.84%。 结论 IRM-2、ICR、615、C57BL/6小鼠受照后造血功能的恢复趋势相同，但IRM-2小鼠在辐射损伤后其造血功能的恢复较快于ICR、615、C57BL/6小鼠。 Abstract:Objective To discuss the effects of different dose of radiation on the mouse′s hemato-poietic system. Methods Mice of 615 strain, ICR strain and IRM-2 strain were given a one-time 4.0 Gy total body irradiation, and then the changes of peripheral white blood cells and bone marrow nuclear cells(BMNC)among those mice were observed at different time points. Mice of IRM-2 and C57BL/6 were given a one-time 6.0 Gy total body irradiation and the changes of peripheral hematological between the two strains were observed forty-five days after irradiation. Results Two days after irradiation, white blood cell and BMNC counts decreased to the lowest level in all the mice of 615 strain, ICR strain and IRM-2 strain. During the following days, white blood cell and BMNC counts raised again. Nine days after irradiation, BMNC count in IRM-2 mice was significantly higher than that in 615 and ICR mice(t=3.725, P < 0.01; t=8.487, P < 0.001). Twelve days after irradiation, white blood cell count in IRM-2 mice was significantly higher than that in the 615 and ICR mice (t=4.811 and 4.302, both P < 0.001). Twenty-one days after irradiation, compared to the control group, white blood cell count was recovered to 52.0%, 60.7% and 50.8% of the normal range in IRM-2, ICR and 615 mice separately and BMNC count was recovered to 90.8%, 82.1%, 75.4% of the normal range in IRM-2, ICR and 615 mice separately. Forty-five days after 6.0 Gy irradiation, white blood cell, BMNC, hemoglobin and hematocrit counts in IRM-2 mice were significantly higher than those indexes in C57BL/6 strain(t=5.629, 7.788, 4.9289, 6.064, all P < 0.001). Compared to the control group, white blood cells, red blood cells, hemoglobin and hematocrit were recovered to 75.0%, 98.9%, 98.7%, and 97.5% of the normal range separately in IRM-2 mice. And white blood cells, red blood cells, hemoglobin and hematocrit were recovered to 40.6%, 93.8%, 93.3%, and 93.8% of the normal range separately in C57BL/6 mice. Conclusion There are similar recovery trends of hematopoiesis in all strains of mice after irradiation, but IRM-2 mice recovery more quickly than the other strains of mice. -
Key words:
- Mice /
- Radiation injuries /
- experimental /
- Hematopoietic system
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表 1 4.0 Gy 137Cs γ射线照射3种品系小鼠后不同时间的白细胞计数的变化结果
受照后时间（d） ICR小鼠 IRM-2小鼠 615小鼠 白细胞计数（×109/L） 相对值（%） 白细胞计数（×109/L） 相对值（%） 白细胞计数（×109/L） 相对值（%） 正常值 10.38±2.75 100 15.30±2.40 100 16.50±2.70 100 2 2.26±0.59 21.8 2.61±0.47 17.1 2.47±0.35 14.9 5 2.14±0.46 20.6 2.93±0.59 19.2 2.50±0.14 15.2 9 4.02±1.21 38.7 4.63±1.80 31.0 3.83±0.61 23.2 12 4.33±0.54 41.7 6.36±1.22 41.6 4.16±1.22 25.2 15 5.24±2.22 50.5 6.74±0.17 44.6 4.32±0.17 26.2 21 6.30±1.56 60.7 7.95±1.34 52.0 8.33±0.61 50.8 
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表 2 4.0 Gy 137Cs γ射线照射3种品系小鼠后不同时间的BMNC计数的变化结果
受照后时间（d） ICR小鼠 IRM-2小鼠 615小鼠 BMNC计数（×106）/股骨 相对值（%） BMNC计数（×106）/股骨 相对值（%） BMNC计数（×106）/股骨 相对值（%） 正常值 14.00±2.50 100 16.30±1.67 100 15.35±2.83 100 2 2.68±0.29 19.1 3.79±0.67 23.3 2.57±0.58 16.7 5 5.13±0.45 36.6 6.25±0.64 38.3 3.68±0.70 23.9 9 11.14±1.22 79.6 13.31±1.38 81.6 7.68±1.52 50.0 12 10.20±1.22 72.9 12.19±1.68 74.8 7.58±1.21 49.4 15 10.50±2.20 75.0 13.84±2.10 84.9 9.43±0.73 61.4 21 11.50±1.10 82.1 14.80±1.20 90.8 11.58±0.96 75.4 注：表中，BMNC为骨髓有核细胞。
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表 3 6.0 Gy 137Cs γ射线照射后第45日小鼠外周血象的变化结果
组别 白细胞计数（×109/L） 相对值（%） 红细胞计数（×1012/L） 相对值（%） 血色素（g/L） 相对值（%） 红细胞压积（%） 相对值（%） IRM-2对照组 6.57±2.36 100 10.47±0.49 100 13.97±0.63 100 53.00±2.71 100 IRM-2照射组 4.93±0.84 75.00 10.36±0.32 98.95 13.80±0.41 98.78 51.70±1.47 97.55 C57BL/6对照组 8.03±1.35 100 9.97±0.22 100 13.90±0.29 100 50.83±1.03 100 C57BL/6照射组 3.37±0.25 40.60 9.36±0.25 93.88 12.97±0.34 93.31 47.70±1.48 93.84
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[2] 王月英, 穆传杰, 张荷清. IRM-1小鼠对γ射线抗性的研究.上海实验动物科学, 2004, 24(2): 97-106. doi: 10.3969/j.issn.1674-5817.2004.02.009
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