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目的:建立急性放射性心脏损伤(radiation induced heart damage,RIHD)大鼠模型,观察RIHD急性期心肌组织病理学变化,探讨其发生机制并研究吡咯烷二硫代氨基甲酸盐(pyrrolidine dithiocarbamate,PDTC)对RIHD的保护作用及作用机制。方法:成年雄性Sprague-Dawlay(SD)大鼠21只随机分为三组(n=7):空白对照组(Control组)、单纯照射组(Irradiation,IR组)和PDTC+照射组(PDTC+IR组)。1照射处理:单纯照射组及PDTC+照射组大鼠接受心前区局部20.0Gy单次剂量照射,直线加速器下6 MV-X线,2.0 x 2.0 cm大小射野,深度1.5 cm,剂量率1.8 Gy/min;2 PDTC处理:照射前大鼠称重,计算PDTC给药量(120mg/kg),PDTC+照射组大鼠在照射前30min腹腔注射PDTC,之后每天同一时间给药1次,直至照射后第14天。同时空白对照组及单纯照射组每天给予相应体积生理盐水腹腔注射。3形态学观察:放射线照射后第14天处死动物进行心肌组织病理切片染色。苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色观察大鼠心肌细胞、成纤维细胞及细胞间质形态学改变。Masson染色观察心肌胶原纤维表达及分布情况,应用软件定量分析以评价心肌纤维化程度。4生物化学检测:放射线照射后第14天处死动物进行蛋白质免疫印记法(Western blot)及实时荧光定量聚合酶链式反应(quantitative real-time polymerase chain reaction,q PCR)法分别检测大鼠心肌组织核因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)家族成员P50、P65,低氧诱导因子-1α(hypoxia-inducible factor 1α,HIF-1α)、结缔组织生长因子(connective tissue growth factor,CTGF)、Ⅰ型胶原(collagen typeⅠ,COL-1)蛋白及m RNA表达量的变化。结果:1形态学结果:(1)石蜡切片HE染色:单纯照射组与空白对照组相比,心肌细胞水肿明显,排列紊乱,部分心肌细胞断裂;心肌细胞核轻度固缩,核染色加深,少量异形细胞核,心肌间质可见大量炎症细胞浸润,成纤维细胞增多。PDTC药物干预后再进行照射上述损伤变化均得到改善。(2)Masson染色及定量分析:单纯照射组胶原纤维被染为蓝绿色,广泛分布于心肌细胞间质,较对照组明显增多,正常心肌细胞排列紊乱,有被胶原纤维替代的趋势。定量分析单纯照射组心肌胶原容积分数(collagen volume fraction,CVF)明显高于对照组(P<0.05);PDTC处理后再照射CVF下降(P<0.05)。2 Western blot和q PCR结果:(1)心肌组织P50、P65蛋白表达及m RNA水平单纯照射组较对照组均升高(均P<0.05),PDTC+照射组较单纯照射组下降(均P<0.05);(2)心肌组织HIF-1α蛋白浓度及m RNA水平单纯照射组较对照组均升高(均P<0.05),PDTC+照射组较单纯照射组下降(均P<0.05);(3)心肌组织CTGF蛋白浓度及m RNA水平单纯照射组较对照组均升高(均P<0.05),PDTC+照射组较单纯照射组均为有下降趋势,但差异无统计学意义(均P>0.05);(4)心肌组织COL-1蛋白单纯照射组较对照组升高(P<0.05),PDTC+照射组较单纯照射组下降(P<0.05);COL-1m RNA水平单纯照射组较对照组升高(P<0.05),PDTC+照射组较单纯照射组有下降趋势,但差异无统计学意义(P>0.05)。结论:1放射线照射早期可引起心肌细胞炎症,启动NF-κB炎症反应调控通路,组织形态学表现为心肌细胞水肿,细胞间质大量炎症细胞浸润;2放射线照射早期可引起心肌细胞纤维化,组织形态学表现为细胞间质成纤维细胞增多,胶原纤维增多;3放射线照射可引起HIF-1α、CTGF在蛋白和基因水平表达上调,其可能与心肌炎症及纤维化相关,在急性放射性心脏损伤过程中起到重要作用;4 PDTC能够抑制NF-κB炎症通路的过度激活,减轻急性放射性心肌炎症及纤维化,同时下调HIF-1α的表达,提示可能通过抑制炎症通路,进而抑制HIF-1α转录,使急性放射性心脏损伤在一定程度上得到改善。