目的:通過(guò)對(duì)大鼠全腦照射,研究TLR4/NF-κB信號(hào)通路在富氫水改善電離輻射致放射性腦損傷中的作用。
方法:選擇30只雄性SD(Sprague Dawley)大鼠作為研究對(duì)象,按其體重隨機(jī)分為對(duì)照組、單純照射組(IR組)、富氫水干預(yù)組(IR+HRW組),每組10只。對(duì)照組不進(jìn)行照射,每天灌胃給予純化水(20 ml/kg),IR組和IR+HRW組進(jìn)行單次20 Gy全腦照射,照前3天、照前10分鐘及照后每天持續(xù)灌胃給予純化水/富氫水(持續(xù)30天,20 ml/kg)。每天觀察大鼠一般狀態(tài),并在照射后第7天、第14天、第21天、第30天測(cè)定動(dòng)物體重。照后第7天解剖一半動(dòng)物,并于照射后第30天,Morris水迷宮檢測(cè)大鼠學(xué)習(xí)記憶能力后剖殺剩余動(dòng)物,HE染色檢測(cè)海馬病理學(xué)變化;ELISA檢測(cè)腦組織中GSH活性,MDA、IL-1β、羥自由基含量;q RT-PCR、Western blotting檢測(cè)大鼠海馬中TLR4、NF-κB p65、NLRP3、CASPASE 1的m RNA、蛋白表達(dá)水平。
結(jié)果:1、照射后7天,IR組大鼠出現(xiàn)頭部脫毛、流涎等癥狀,IR+HRW組大鼠頭部脫毛、流涎等癥狀較IR組減輕。與照射當(dāng)天體重相比,IR組大鼠照射后第7天體重呈降低趨勢(shì),而IR+HRW組大鼠呈升高趨勢(shì),但差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。HE染色顯示,與IR組相比,IR+HRW組細(xì)胞排列相對(duì)整齊,胞核皺縮、碎裂及溶解,胞漿深染現(xiàn)象相對(duì)減輕。ELISA實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,IR+HRW組大鼠較IR組腦組織中GSH活性升高,MDA、羥自由基、IL-1β含量降低,但差異尚無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。q RT-PCR實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,IR+HRW組大鼠海馬中TLR4、NF-κB、NLRP3、Caspase 1 m RNA表達(dá)水平較IR組下降(P<0.05),Western blotting實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,與IR組相比,IR+HRW組大鼠海馬中NF-κB p65、NLRP3、CASPASE 1蛋白表達(dá)水平下降(P<0.05),TLR4蛋白表達(dá)水平有下降的趨勢(shì),但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。2、照射后30天,IR組大鼠出現(xiàn)頭部脫毛、流涎等癥狀,IR+HRW組大鼠癥狀較IR組減輕。對(duì)照組和IR+HRW組未出現(xiàn)動(dòng)物死亡情況,而IR組在照射后第14天出現(xiàn)1只大鼠死亡。在照射后第14天-第30天,IR+HRW組大鼠體重均高于IR組,但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。Morris水迷宮結(jié)果表明,除第3天外,第1天-第5天IR+HRW組大鼠相對(duì)于IR組逃避潛伏期均有縮短的趨勢(shì),但差異尚無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),在第6天撤去平臺(tái)后到達(dá)原平臺(tái)位置所用時(shí)間減少,穿越平臺(tái)次數(shù)和在原平臺(tái)象限停留時(shí)間增加(P<0.05)。HE染色顯示,IR+HRW組大鼠海馬細(xì)胞數(shù)量輕度減少,排列整齊,未見(jiàn)明顯的胞核深染及固縮現(xiàn)象。ELISA實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,IR+HRW組大鼠較IR組腦組織中MDA、羥自由基含量降低(P<0.05),GSH活性升高、IL-1β含量降低,但差異尚無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。q RT-PCR實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,IR+HRW組大鼠較IR組海馬中TLR4、Caspase 1 m RNA表達(dá)水平下降(P<0.05),NF-κB、NLRP3 m RNA表達(dá)水平有下降趨勢(shì),但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。Western blotting實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,IR+HRW組大鼠較IR組海馬中TLR4、CASPASE 1蛋白表達(dá)水平下降(P<0.05),NF-κB p65、NLRP3蛋白表達(dá)水平有下降趨勢(shì),但差異尚無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。結(jié)論:1、電離輻射可引起大鼠TLR4、NF-κB、NLRP3、CASPASE 1 m RNA、蛋白表達(dá)差異,提示電離輻射可能通過(guò)TLR4/NF-κB信號(hào)通路造成腦細(xì)胞焦亡,進(jìn)而導(dǎo)致大鼠放射性腦損傷。2、富氫水可改善電離輻射導(dǎo)致的大鼠放射性腦損傷,其機(jī)制可能與調(diào)控TLR4/NF-κB信號(hào)通路,抑制炎性因子、減弱氧化應(yīng)激反應(yīng)有關(guān)。
