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目的：通过检测伽玛刀照射猫脑额叶运动区皮质后该区星形胶质细胞(Astrocyte，AST)中胶质原纤维酸性蛋白(Glialfibrillary acidic protein，GFAP)和S-100蛋白表达的变化，探讨伽玛刀照射后脑部皮质的放射生物学反应及其作用机制，为临床上伽玛刀照射治疗癫痫等疾病选择合适剂量，减少不良反应，提供敏感监测指标，并为研究放射治疗后AST的损伤与修复提供部分理论依据。
方法：选取健康家猫45只，随机分为对照组、伽玛刀10Gv照射组和25Gy照射组，每组15只；麻醉后，将Leksell立体定向头架安装于猫头部，磁共振仪定位扫描，图像经计算机网络传至Gamma Plan系统制定治疗计划，靶区定位于右侧额叶，确定坐标后将猫头部固定于定位架上，用4 mm准直器实施照射，等剂量曲线为50％，边缘剂量为10Gy和25Gy。对照组安装头架，行磁共振扫描，不做伽玛刀照射。于伽玛刀照射后24小时、7天、14天每组随机选取5只动物处死，对其靶区取材，进行普通HE染色和免疫组化染色。免疫组化染色切片在普通光学显微镜下进行阳性细胞计数。所有数据采用均数±标准差(x±s)，用SPSS10.0统计软件进行分析比较，以P<0.05为差异有显著性。
结果：所有试验动物均在伽玛刀照射后6～8小时后完全清醒，逐渐恢复饮食，未出现肢体偏瘫等症状。25Gy剂量组部分动物7天内轻度精神萎靡，7天后完全恢复正常。14天时MRI扫描和取材后脑组织均未发现明显坏死灶。光镜下HE染色观察：各剂量组14d内均未见神经元形态改变，而AST出现变化：随时间和剂量增加出现胞质退行性变、空泡变性，核固缩、核溶解的现象。 GFAP免疫组化结果：1、各组经伽玛刀照射后，GFAP的表达均有增强。10Gy剂量组和25Gy剂量组自照射后24小时始即有GFAP蛋白表达增高，7天、14天时GFAP表达亦有明显增高，与对照组相比，差异有显著性(P<0.05)。2、各组伽玛刀照射后GFAP的表达均与时间成正相关，随时间推移表达增强。各时间点比较，差异具显著性(P<0.05)。3、伽玛刀照射后GFAP表达与剂量成正相关，随剂量增加表达增强。4、照射后24小时和7天时，10Gy剂量照射组与25Gy剂量组GFAP蛋白的阳性表达数随剂量增加有增高趋势，但经比较差别无显著性(P>0.05)。照射后14天, 25Gy剂量组GFAP的阳性表达数较10Gy组明显增高，经比较差异有显著性(P<0.05)。
结论：
1.边缘剂量10Gy和25Gy，等剂量曲线50％属伽玛刀治疗安全剂量。
2.伽玛刀照射猫正常额叶运动区皮质后14天内GFAP和S-100蛋白均有表达增强。
3.伽玛刀照射猫正常额叶运动区皮质后急性期的GFAP和S-100蛋白表达与照射剂量和时间成正相关。
4.伽玛刀10Gy剂量组和25Gy剂量组照射猫正常额叶运动区皮质14天内，S-100蛋白表达与GFAP蛋白相比，剂量相关性、组问差异更显著，提示S-100蛋白可能是放射性脑损伤急性期更敏感的指标。