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目的:颅内肿瘤术后的放射治疗是目前国内外肿瘤临床治疗普遍使用且行之有效的治疗方法。放射治疗设备包括60Co治疗机、直线加速器、立体定向装置,近距离后装治疗机。治疗肿瘤的作用为世人所公认的,而副作用也是有目共睹的。部分放射损伤较轻微,而少部分放射损伤则较重,甚至造成病人重要组织器官和重要功能的不可逆的严重损伤。目前对颅内肿瘤放射治疗后的放射性脑损伤的治疗逐渐受到临床医师的重视,但治疗方法和治疗效果都不尽人意。如果能够采用某些药物预防放射性脑损伤,并能够使放射性脑损伤减少到最低的程度,这将对病人的预后及生存质量的提高有着十分重要的作用。本实验将大鼠制备成急性放射性脑损伤实验模型,通过给予钙离子拮抗剂“尼莫同”干预,观察“尼莫同”干预条件下大鼠放射性脑损伤的变化情况并分析其原因,以探讨钙离子拮抗剂“尼莫同”对大鼠放射性脑损伤的保护作用及可能的作用机制。
方法:取SD大鼠54只,雌雄不限,体重(200±20)g,用抽签法随机分为3组:A组:18只,正常对照组,不给予任何射线及药物干预措施;B组:18只,60Co照射,不给予任何药物干预;C组:18只,60Co照射+尼莫同160 μg/Kg。于照射后1d,3d,7d,A、B、C组各取材6只,观察脑组织含水量及Ca2+含量,以及大鼠脑组织苏木素-伊红(HE)染色及免疫组化染色后光镜下组织学改变。照射条件:进行照射的B组及C组大鼠给予3.6%水合氯醛(10ml/Kg)经腹腔注射麻醉后,俯卧位固定于自制的“工”型木架上,光野上界设于双眼后眦连线,下界设于双耳后连线,左右露空,然后将大鼠置于60Co治疗机床,源皮距80cm,照射野大小为2×3cm2,60Co治疗机源强为3644Ci,吸收剂量率为87.6cGy/min,单次照射剂量为20Gy,参考深度为2cm。B组不给予药物干预;C组大鼠于放疗后即刻给予尼莫同160 ug/Kg腹腔注射,随后在处死前每一天同一时间点给予尼莫同160μg/Kg腹腔注射。照射后1d,3d,7d,进行脑组织含水量及Ca2+的测量:①每组随机取大鼠3只,脱臼处死,快速取出脑组织,电子天平称湿重(W)后,置于处理过的器皿中,105℃恒温干燥箱,烘烤24小时至恒重(D),按Elliotl等的公式计算:脑组织含水量=[(W-D)/W]×100%;②脑组织Ca2+的测量,取上述烘干脑组织用浓硝酸和高氯酸(5:1)浸泡过夜,次日低温加热彻底消化,去离子水定容至5ml,全自动生化分析仪测定脑组织中Ca2+的含量。B、C组均按照射后时间点1d,3d和7d进行标本提取,每组随机取3只,A组除不照射外取材各步骤及方法同B、C组,进行苏木素-伊红(HE)染色及免疫组化染色后行病理学观察。结果:
1脑组织病理学改变:A组1d、3d、7d时大鼠脑组织均未见异常改变,HE染色脑皮层下毛细血管无充血扩张,无脑水肿改变,大脑各部位结构及层次清楚,细胞形态结构清晰完整。在照射后1d,B、C组大鼠脑组织大体标本可见脑表苍白、稍显肿胀,B、C组大鼠HE染色可见脑皮层下毛细血管轻微充血扩张,有脑水肿改变,绝大部分神经细胞仍可保持典型的多极形状、胞核居中、呈嗜碱性染色;照射后3d,B、C组大鼠脑组织大体标本显示脑表苍白、肿胀,两组未见明显差别,B、C组大鼠HE染色可见脑皮层下毛细血管充血扩张,有脑水肿改变,脑白质淡染,大部分神经细胞仍可保持典型的多极形状、胞核居中、呈嗜碱性染色。灰质无明显病理学改变。但总体表现可看出C组大鼠脑水肿略轻于B组。照射后7d,B组大鼠脑组织大体标本显示大鼠脑表苍白、肿胀较前明显加重,而C组较3d时无明显加重,且轻于7d时的B组大鼠,此时B组大鼠HE染色可见脑皮层下毛细血管明显充血扩张,有明显脑水肿改变,脑组织呈海绵状,脑白质淡染,小血管周围尤为明显,部分神经细胞丧失典型的多极形状而呈圆形、胞核偏位、呈嗜酸性染色。灰质表现为血管和神经元周围胶质细胞的肿胀;在任何时间段,A组大鼠Bcl-2与Bax的阳性表达百分比均较低,三个时间段的Bcl-2表达的阳性细胞百分数无统计学差异,Bax表达的阳性细胞百分数亦无统计学差异。B组在各时间段中Bcl-2的阳性细胞百分数有所升高,显著高于A组同时间水平,随后随时间延长逐渐下降,7d时阳性表达百分比最低,与1d时的阳性表达百分比之间存在显著性差异;B组在各时间段中Bax的阳性表达百分数均有不同程度的升高,显著高于A组同时间段水平;3d时B组大鼠脑组织Bax的阳性表达百分数最高,7d与3d时无显著性差异。C组中各时间段的Bcl-2的阳性细胞百分数也高于A组,7d时的阳性细胞百分数显著高于3d,且随时间的延长Bcl-2阳性表达逐渐增多;C组各时间段的Bax的阳性表达百分比也高于A组,3d、7d的阳性百分数明显高于1d,但3d、7d两者之间无明显差异。 2脑组织含水量的变化:A组大鼠脑组织含水量在1d、3d、7d各时间段之间没有显著性差异(P>0.05);B、C两组大鼠脑组织含水量各自分别在3d、7d时与1d相比均有显著性差异(P<0.05),然而在3d与7d相比两组均无显著性差异(P>0.05)。照射后1d、3d和7d时B、C组脑组织含水量均高于A组,均有显著性差异(P<0.05),而B、C两组之间在1d和3d时均无显著性差异(P>0.05);而7d时B、C两组有差异(P<0.05)。
3Ca2+含量的变化:A组大鼠脑组织Ca2+含量在1d、3d、7d各时间段之间没有显著性差异(P>0.05);B组大鼠脑组织Ca2+含量在第3d时明显高于1d(P<0.05),第7d时明显高于1d和3d(P<0.05);C组大鼠脑组织Ca2+含量1d时与3d时无明显差异(P>0.05),1d时和7d亦无明显差异(P>0.05),但7d的Ca2+含量明显低于3d,有显著性差异(P<0.05)。
结论:
1.放射性脑损伤的发病机制可能与Ca2+向细胞内大量内流有关。
2.γ线照射后,无论有无干预措施,放射性脑组织水肿都存在。
3.尼莫同对大鼠放射性脑损伤的保护可能是通过抑制Ca2+细胞内流,增加细胞因子Bcl-2的表达,降低细胞因子Bax的表达而实现的。