發(fā)布時間：2018-04-30 17:24

  本文選題：輻射旁效應 + U937��； 參考：《復旦大學》2014年博士論文

【摘要】：電離輻射能夠?qū)е聞用}粥樣硬化(atherosclerosis, AS)首次報道于1959年。輻射和高血壓、高血脂、吸煙、糖尿病、肥胖、缺乏運動以及年齡等均是AS的獨立危險因素。電離輻射和其它的危險因素一起共同作用于動脈血管,可加速AS的形成。AS主要累及大中型動脈,引起不同程度的血管管腔堵塞,使受阻動脈遠端缺血而導致局部組織壞死。動脈粥樣硬化會導致冠心病,如果冠狀動脈狹窄達50%,臨床可出現(xiàn)因心肌缺血或壞死而引起的心絞痛、急性心肌梗死和心律失常等嚴重疾病。電離輻射能直接導致受照射細胞損傷,受照射的細胞可以通過細胞介質(zhì)或細胞間隙連接通訊,將應答反應傳遞至未接受電離輻射的正常細胞,使正常細胞也出現(xiàn)與受電離輻射類似的生物學損傷反應,這種現(xiàn)象稱為輻射旁效應。隨著放射治療腫瘤技術(shù)廣泛推廣,腫瘤患者接收放療后的遠后生存成為熱點,因此不僅需要關(guān)注輻射直接導致的損傷,輻射旁效應所導致的遠后期損傷也逐漸受到關(guān)注。有研究表明輻射導致的動脈粥樣硬化以及并發(fā)的心腦血管疾病而導致的死亡是放射治療腫瘤患者除患癌死亡以外最多見的并發(fā)癥,但是電離輻射導致心血管疾病的機制還不清楚,雖然它與年齡因素導致的動脈粥樣硬化是不同的。隨著全球受到環(huán)境和人工輻射人群的漸漸增多,需要去了解電離輻射誘發(fā)的動脈粥樣硬化的機制,為預防電離輻射誘發(fā)的心血管疾病提供實驗基礎(chǔ)。對于放射治療來說,絕大部分為身體局部受到照射,局部受照區(qū)域血管內(nèi)的單核/巨噬細胞受照射,而巨噬細胞是人體重要的免疫細胞,受到輻射后會有釋放大量生物活性因子,導致輻射旁效應。因此深入了解電離輻射誘發(fā)的動脈粥樣硬化,以及輻射旁效應在輻射動脈粥樣硬化中作用為我們的防護工作提供新的思路。本論文通過照射U937單核巨噬細胞,并將受照射的U937細胞和未受照射的人臍靜脈內(nèi)皮細胞(HUVECs)建立共培養(yǎng)的模型,發(fā)現(xiàn)受照射的U937細胞可導致未受照射HUVECs的DNA損傷暨微核形成,受照射后的U937細胞上清中的NO濃度增加,細胞內(nèi)的iNOS蛋白表達增加。用不同濃度的外源性NO供體SNP處理HUVECs也導致其微核增加,微核率與SNP濃度有關(guān),而加入NO清除劑c-PTIO能夠減少SNP誘導的微核形成。iNOS抑制劑SMT預處-U937細胞,或者在共培養(yǎng)的體系內(nèi)加入NO清除劑c-PTIO,均能夠抑制HUVECs旁細胞的微核生成。同時受照射的U937細胞能夠?qū)е挛词苷丈涞腍UVECs凋亡率顯著提高、克隆形成率明顯降低。而SMT預處理U937和c-PTIO處理共培養(yǎng)的兩種細胞后,能夠完全抑制受照射U937誘發(fā)的HUVECs的凋亡,部分恢復了HUVECs的存活率。提示受照射的U937細胞能夠通過iNOS激活釋放NO,誘發(fā)共培養(yǎng)的HUVECs產(chǎn)生DNA損傷、凋亡等輻射旁效應。另外,]HUVECs旁細胞的P38蛋白磷酸化顯著增加,p38抑制劑SB203580處理未受照射的HUVECs后,DNA損傷、細胞凋亡等輻射旁效應明顯減弱,而細胞存活率顯著增強。同時,受照射U937細胞還使得與之共培養(yǎng)的HUVECs細胞膜表面VCAM-1的表達增加,使其與U937細胞的粘附能力顯著增強。然而SMT和c-PTIO能夠抑制HUVECs的VCAM-1的表達,由于VCAM-1表達是調(diào)節(jié)單核巨噬細胞和HUVECs粘附的重要分子,因而NO抑制劑降低了HUVECs細胞與受照射U937細胞的粘附。當用SB203580預處理HUVECs細胞,再與受照射的U937細胞共培養(yǎng),HUVECs細胞的VCAM-1的表達完全受抑制,與受照射的U937細胞粘附降低至本底。受照射U937細胞還可明顯促進HUVECs釋放活性MMP-9和MMP-2。但是當受照射的靶細胞U937受到SMT、c-PTIO的處理,或者HUVECs旁細胞受到SB203580預處理后,HUVECs細胞釋放活性MMP-9與MMP-2的能力顯著下降。這些結(jié)果揭示,受照射的U937細胞通過激活iNOS的表達并釋放大量的NO,進而激活與之共培養(yǎng)的未受照射的HUVECs產(chǎn)生一系列炎癥相關(guān)的旁效應,其中p38/MAPK通路發(fā)揮了重要作用。在上述發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上,我們研究了受輻射巨噬細胞對血管平滑肌細胞HUSMC的遠程旁效應,暨對增殖和遷移能力的影響。血管平滑肌細胞在動脈粥樣硬化過程中起著重要作用。利用Transwell小室建立了兩種細胞共培養(yǎng)的模型。一是受照射U937細胞和未受照射的HUSMC共培養(yǎng)：U937細胞種植與小室內(nèi),HUSMC種植于六孔板；另一個是受照射U937細胞和未受照射的HUSMC 、 HUVECs共培養(yǎng)：U937懸浮細胞種植于小室內(nèi),HUVECs種植于小室上,]HUSMC種植于六孔板內(nèi)。發(fā)現(xiàn)受照射的U937細胞通過釋放的細胞因子TNF-a等促進HUSMC增殖。在兩細胞共培養(yǎng)體系中的HUSMC的增殖能力比三細胞共培養(yǎng)體系中的HUSMC增殖能力強。而用外源性TNF-a處理HUSMC,可增加該細胞IL-6 mRNA表達。在兩細胞和三細胞共培養(yǎng)體系中,受照射U937細胞能夠?qū)е鹿才囵B(yǎng)體系條件培養(yǎng)液中MCP-1、IL-6顯著增加。兩細胞體系與三細胞體系相比,HUSMC的MCP-1、IL-6基因表達明顯增加,但是上清中的IL-6含量三細胞體系高于兩細胞體系；兩細胞體系上清中的MCP-1含量高于三細胞體系。說明IL-6釋放有部分是來自于共培養(yǎng)體系中的HUVECs。MCP-1主要來自于HUSMC共培養(yǎng)體系中的炎癥因子TNF-α。概括而言,本文研究表明：受照射的巨噬細胞能導致共培養(yǎng)的內(nèi)皮細胞受損,內(nèi)皮細胞與巨噬細胞的粘附能力增強。此過程與內(nèi)皮細胞分泌的NO有關(guān)。而受照射的U937細胞能夠?qū)е挛词苷丈涞腍USMC的增殖能力增強。在這些過程中,一系列炎癥因子參與其中。這些實驗證實了輻射旁效應能夠?qū)е聝?nèi)皮細胞的損傷,平滑肌細胞增殖和遷移能力改變。本文研究結(jié)果提示,輻射旁效應可能參與了輻射誘導的動脈粥樣硬化。
[Abstract]:Radiation and hypertension , hyperlipidemia , smoking , diabetes , obesity , lack of movement , and age are the independent risk factors of AS . The expression of VCAM - 1 and MMP - 2 in vascular smooth muscle cells were significantly inhibited by irradiation with SB203580 .
In the co - culture system , the expression of MCP - 1 and IL - 6 in the culture medium of the two - cell co - culture system was higher than that in the three - cell co - culture system , but the expression of MCP - 1 and IL - 6 in the culture medium of the two cells was significantly increased .
MCP - 1 in the supernatant of the two - cell system is higher than that of the three - cell system . It is indicated that IL - 6 release is partly derived from the co - culture system . MCP - 1 is mainly derived from the inflammatory factor TNF - 偽 in the co - culture system of HUSMC . The study shows that the irradiated macrophages can lead to the injury of the endothelial cells , the proliferation of smooth muscle cells and the change of migration ability . The results suggested that the radiation - side effect might be involved in the radiation - induced atherosclerosis .

【學位授予單位】：復旦大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：R818

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本文編號：1825485