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随着核科学技术的迅速发展,电离辐射技术已经在医学、工农业、能源、地质等各领域中得到了广泛应用。电离辐射在给人类带来巨大的经济利益的同时,由于各种原因也会对人类造成辐射损害,甚至产生灾难性后果。早期快速准确的估算出人员的受照剂量,对放射损伤的早期诊断,指导救治和预后判定以及远后效应的评估至关重要。因此,寻找快速、准确、高通量的辐射生物剂量计已成为放射损伤研究领域的重点问题。目的以ICR小鼠为研究对象,利用流式细胞术检测不同剂量率X射线照射后小鼠外周血网织红细胞微核剂量效应关系。检测相同条件下不同剂量率X射线照射后小鼠骨髓嗜多染红细胞微核剂量效应关系,二者互为对比,验证实验结果的客观性和真实性。为外周血网织红细胞微核作为辐射生物剂量计应用提供实验依据。同时检测不同剂量率2GyX射线照射后小鼠骨髓红系有核细胞凋亡情况,从细胞凋亡率方面初步探究微核的形成机制。方法1.不同剂量率X射线照射后小鼠外周血网织红细胞微核的检测96只ICR小鼠按照射剂量率不同随机分为四组,分别为0.5Gy/min组、1.OGy/min组、2.OGy/min组和3.5Gy/min组,每组再分为0 Gy、1.OGy、2.OGy、3.OGy、4.0 Gy和5.OGy六个剂量点,每个剂量点4只小鼠。单次全身X射线照射24h后,眼球处取外周血,血样在-70℃低温冰箱固定24h以上,分别加入CD71抗体溶液、RNAase A和PI溶液后,使用FACScan流式细胞仪收集20000个网织红细胞进行微核分析。2.不同剂量率X射线照射后小鼠骨髓嗜多染红细胞微核的检测上述分组的ICR小鼠在眼球取血后颈椎脱臼处死,取其双侧股骨骨髓,涂片、甲醇固定,吉姆萨染色,显微镜下计数2000个骨髓嗜多染红细胞并计算微核率,微核率以千分率表示。3.不同剂量率2GyX射线照射后小鼠骨髓红系有核细胞凋亡检测20只ICR小鼠按照射剂量率不同随机分为5组,OGy/min组、0.5Gy/min组、1Gy/min组、2Gy/min组、3.5Gy/min组。第一组作为对照组,后4组照射剂量均为2Gy。照射后24h,脱臼处死,注射器抽取5ml冷PBS缓冲液冲洗小鼠双侧骨髓,300目网膜过滤制备成单细胞悬液后,离心。调节细胞浓度为1.0×106个/ml左右,取1m1细胞液分别加入CD71抗体、Buffdr缓冲液、Hochest33342溶液和PI溶液。使用FACScan流式细胞仪收集10000个CD71阳性细胞检测细胞凋亡。结果1.不同剂量率X射线照射后小鼠外周血网织红细胞微核剂量效应关系0-5Gy剂量范围内,不同剂量率X射线照射后外周血网织红细胞微核率都随着剂量的增加而升高,且可拟合成直线回归方程,但不同剂量率组间的斜率是不同的。统计分析显示：0.5Gy/min组与1.OGy/min和2.0Gy/min组回归系数之间比较具有明显的统计学差异(t0.5Gy/min vs IGy/min=6.881,P<0.05; t0.5Gy/min vs 2Gymin=4.767.P<0.05); 1.0Gy/min组与2.0Gy/min和3.5Gy/min组回归系数之间比较具有明显的统计学差异(tlGy/min vs 2Gymin= 2.612, P<0.05; tlGy/min vs 3.5Gy/min 4.896, P<0.05); 2.0Gy/min组与3.5Gy/min组回归系数之间比较具有明显的统计学差异(t2Gymin vs 3.5Gy/min=2.756,P<0.05); 0.5Gy/min组与3.5Gy/min组回归系数之间比较无统计学差异。2.不同剂量率X射线照射后小鼠骨髓嗜多染红细胞微核剂量效应关系在0-5Gy剂量范围内,不同剂量率X射线照射后骨髓嗜多染红细胞微核率都随着剂量的增加而升高,且可拟合成直线回归方程,但不同剂量率组间的斜率是不同的。统计分析显示：0.5Gy/min组与1.OGy/min组、2. OGy/min组和3.5Gy/min组回归系数之间比较具有明显的统计学差异(t0.5Gv/min vslGv/min=7.63,P<0.05; t0.5Gy/min vs 2Gymin=6.47, P<0.05:tO.5Gy/min vs 3.5Gy/min= 2.51, P<0.05); 1.0Gy/min组与2.0Gy/min和3.5Gy/min组回归系数之间比较具有明显的统计学差异(t1MGy/min vs 2Gv/min=2.32,P<0.05;t,Gy/min vs 3.5Gy/min=5.05.P<0.05); 2.0Gy/min组与3.5Gy/min组回归系数之间比较具有明显的统计学差异(t2Gymin vs 3.5Gy/min=3.56.P<0.05)。3.FCM检测外周血网织红细胞微核与人工镜检骨髓嗜多染红细胞微核的关系FCM与人工镜检两种方法检测的结果均呈现良好的剂量效应关系,但FCM检测结果略高于人工镜检结果,统计分析显示两种方法检测的结果之间差异无统计学意义(t0.5Gy/min=1.724.P>0.05;t1.0Gy/min=2.157,P>0.05;t2.0Gy/min=1.288.P>0.05: t3.5Gy/min=1.333.P>0.05),并且二者之间具有良好的相关性(r0.05Gy/min=0.987, P<0.05; r1.0.Gy/min=0.993.P<0.05; r2.0Gy/min=0.992,P<0.0S:r3.5Gy/min=0.989.P<0.05),4.不同剂量率2GyX射线照射后小鼠骨髓红系有核细胞凋亡率的变化小鼠接受不同剂量率2Gy X射线照射后,骨髓红系有核细胞凋亡率明显增高,与对照组比具有明显的统计学差异(P<0.05),且随着照射剂量率增加而增加,各照射组比较均具有明显的统计学差异(P<0.05)。结论1.在0～5Gy剂量范围内,不同剂量率X射线照射后外周血网织红细胞微核率随着照射剂量的增加而升高,剂量反应关系可拟合成直线回归方程,但不同剂量率组间的斜率不同。2.在0～5Gy剂量范围内,不同剂量率X射线照射后骨髓嗜多染红细胞微核率随着照射剂量的增加而升高,剂量反应关系可拟合成直线回归方程,但不同剂量率组间的斜率不同。3.FCM与人工镜检两种检测方法的结果无差异,并且二者之间具有良好的相关性。流式细胞术快速检测外周血网织红细胞微核率可作为辐射生物剂量计,但在临床应用之前,尚需作进一步的研究。4.细胞凋亡和微核形成是细胞对电离辐射损伤的两种反应形式,二者同时存在,较低剂量率照射时以微核形成为主,高剂量率照射时以细胞凋亡为主。