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  摘要:目的观察照射后大鼠颌下腺中骨桥蛋白(OPN)的表达量变化,探讨其与电离辐射引起的唾液腺分泌功能减退之间的关系。方法将15只大鼠随机分为对照组、照射后3d组、照射后30d组,每组5只。一次性给予照射组大鼠颌下腺区15Gy X射线照射,分别于照射后3d和30d处死大鼠,摘取双侧颌下腺,固定后行常规石蜡包埋、切片,行免疫组织化学染色后观察大鼠颌下腺中OPN表达量的变化。结果照射后3d和30d大鼠颌下腺OPN表达量均升高(P<0.05),且照射后30d组高于照射后3d组(P<0.05)。结论照射后唾液腺分泌功能降低可能与OPN表达量升高有关。

  关键词:电离辐射;骨桥蛋白;口干

  0引言

  电离辐射是一种能量高度集中的辐射,常在医疗诊断、治疗以及工业检测等领域使用。其中,放疗常应用于恶性肿瘤治疗,取得了良好的临床效果。然而,电离辐射对生物体的影响复杂多变,特别是在放疗中,尽管电离辐射能有效杀死肿瘤细胞,但同时也难以避免会损伤照射区正常组织[1]。例如,在进行头颈部恶性肿瘤放疗后,常引起口干、黏膜炎、溃疡、牙齿龋坏、吞咽困难等多种并发症,其中最为严重的是对唾液腺的损伤,会引起唾液腺分泌功能减退,甚至完全丧失分泌功能,且这种损伤是永久性的、不可逆的,长期还可出现消化功能紊乱、营养不良等全身疾病,严重降低了放疗患者术后的生活质量和身心健康[2-4]。

  骨桥蛋白(osteopontin,OPN)是一种多功能细胞因子,广泛参与多种生理和病理过程,如炎症反应、细胞迁移、纤维化以及辐射损伤的修复过程[5-6]。在唾液腺中,OPN主要表达在腺泡细胞和导管细胞,参与唾液的分泌和唾液腺的发育[7-8]。然而,OPN在唾液腺电离辐射损伤中的具体作用及其机制尚未明确。

  因此,本研究旨在探讨电离辐射对大鼠颌下腺OPN表达量的影响及其与电离辐射引起的唾液腺分泌功能降低的关系。另外,本研究采用组织学染色和免疫组化技术,对辐射后大鼠颌下腺的形态变化和OPN表达进行了详细分析,探讨唾液腺辐射损伤的可能机制,为放疗后口干病的预防和治疗提供一些研究基础。

  1材料与方法

  1.1实验动物


  将15只8周龄雄性SD大鼠纳入研究,体重200~220g,将其随机分为照射后3d组、照射后30d组和对照组,每组5只。后文中,照射后3d组、照射后30d组被统称为实验组。

  SD大鼠购自桂林医学院实验动物中心。

  1.2照射方法和条件

  (1)一次性给予照射组大鼠颌下腺区15Gy X射线照射。①对照射后3d组、照射后30d组大鼠行腹腔注射麻醉(2%盐酸氯胺酮,130mg/kg),取仰卧位将其平放于自制的木盒中,木盒上覆盖两块2cm厚铅板,遮挡住大鼠颌下腺以外区域,仅将颌下腺暴露在照射野。

  ②使用固定式深部X线治疗机(电压为300kV,电流为12mA,滤板为2mm厚Al板)对大鼠颌下腺区域一次性给予15Gy X线照射(靶皮距为60cm,剂量率为2Gy/min)[9]。

  ③照射后给予保温处理以降低老鼠的死亡率,待老鼠完全苏醒后,送回动物房常规饲养。

  (2)对照组大鼠仅麻醉,不进行X线照射。

  1.3大鼠颌下腺摘取、固定、包埋和切片

  (1)在照射后第3d和第30d,对大鼠行腹腔注射麻醉(2%盐酸氯胺酮,130mg/kg),手术摘取大鼠双侧颌下腺,除去淋巴结、脂肪、结缔组织及包膜等其他组织。

  (2)采取4%多聚甲醛固定3h后,利用常规石蜡包埋技术,将颌下腺组织包埋块切成2μm厚的连续切片。

  1.4方法与试剂

  (1)HE染色:对照组和照射组在切片后进行苏木精-伊红(HE)染色,观察颌下腺组织的形态变化,包括细胞体积、间质纤维化程度和腺泡结构等。

  (2)免疫组化试验:对对照组和照射组的颌下腺组织切片进行免疫组化染色,以检测OPN的表达量。采用DAB显色法,以OPN特异性抗体为一抗,将用HRP标记的作为二抗。通过光学显微镜观察颌下腺组织中OPN的表达位置。

  (3)PV6000免疫组化检测系统和抗大鼠OPN、DAB染色试剂盒购自武汉博士德生物工程有限公司。

  1.5统计学处理

  将显微镜(OLympus BX51T)与电脑连接,镜下观察各组颌下腺的免疫组织化学染色切片,并于高倍视野下对每张切片随机选取5个视野拍照,采用ImagePro Plus中文版V8.0图像分析软件分析染色结果,对颌下腺中OPN的表达进行定量分析,以均数加减标准差表示所有数据。

  采取SPSS 25.0软件对实验数据进行统计学分析,计量资料采用t检验。比较对照组、照射后3d组和照射后30d组大鼠中OPN表达量以及在不同时间点的表达量,以P<0.05表示数据差异有统计学意义。

  2结果

  2.1组织病理变化


  (1)HE染色结果显示:与对照组相比,15Gy照射后3d组和照射后30d组大鼠颌下腺腺泡和间质均发生了不同程度的改变,且随着照射后时间的延长,实验组大鼠颌下腺损伤程度逐渐加重。

  (2)腺泡:与对照组相比,15Gy照射后3d组和照射后30d组大鼠颌下腺腺泡细胞出现坏死和体积减小,有的可见腺泡细胞核浓缩,甚至细胞核裂解等变化,并随着照射后时间的延长呈现进行性加重;照射后30d组大鼠颌下腺出现了部分腺泡细胞细胞膜破碎,腺泡结构紊乱。

  (3)间质:与对照组相比,15Gy照射后3d组和照射后30d组大鼠颌下腺的导管腔变窄;照射后3d组和30d组均可见颌下腺组织内上皮增生、血管和导管扩张;照射后30d组大鼠颌下腺导管腔甚至闭塞,间质纤维化程度增加,而且照射后30d组大鼠颌下腺组织小叶间隔和腺门呈现纤维结缔组织样增生,小叶间隔变得明显,如图1所示。
 

 
  2.2大鼠颌下腺中OPN的表达变化

  免疫组化结果显示,OPN主要位于大鼠颌下腺腺泡细胞和导管细胞。

  统计学分析结果显示,实验组大鼠颌下腺OPN表达量显著高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05);在实验组中,OPN表达量在照射后3d和30d呈逐渐升高的趋势,差异具有统计学意义(P<0.05)(图2和表1)。
 

 
  3结论

  本研究结果表明,电离辐射对大鼠颌下腺组织结构和OPN表达有明显影响。电离辐射引起的唾液腺组织损伤可能与OPN表达量的改变有关,会进一步影响唾液腺分泌功能。因此,OPN可能是电离辐射引起唾液腺分泌功能降低的潜在分子机制之一。未来研究可进一步探讨OPN在电离辐射引起唾液腺损伤中的作用,以寻找改善电离辐射引起的唾液腺功能减退的策略。

  本研究为理解电离辐射对唾液腺的影响及潜在机制提供了新的证据,但仍需要进行更多研究以阐明OPN在电离辐射引起的唾液腺损伤中的具体作用,并验证其在其他动物模型和人类病例中的适用性。

  4讨论

  本研究主要探讨电离辐射对大鼠颌下腺组织形态和OPN表达的影响以及OPN表达与电离辐射引起的唾液腺分泌功能降低的关系。研究结果显示,电离辐射能够引起颌下腺组织结构的改变,包括细胞体积的减小、间质纤维化程度的增加和腺泡结构的紊乱,并且这些变化会随着照射时间的延长而加重。同时,电离辐射也能够导致颌下腺组织中OPN的表达量显著增加。

  电离辐射对颌下腺的损伤机制尚未完全明确,但一般认为与辐射引起的氧化应激、DNA损伤、凋亡、炎症反应、血管损伤等都有关[10-11]。电离辐射能够引起细胞DNA损伤,导致细胞周期阻滞、凋亡或者炎症反应[12]。除此之外,电离辐射还能够引起血管内皮细胞损伤,进一步影响组织的血液供应,导致组织缺血、缺氧和营养物质供应不足[13]。以上这些因素都可能影响到颌下腺的形态和功能。

  OPN是一种多功能的磷酸化糖蛋白,主要在骨骼、牙齿、软骨、肌肉和其他结缔组织中表达,其会参与细胞黏附、迁移、存活和信号转导等多种生物学过程[14-15]。OPN被认为是一种应激反应蛋白,能够响应多种应激刺激,包括炎症、损伤、感染和肿瘤[16-17]。在唾液腺,OPN主要表达在腺泡细胞和导管细胞,参与唾液的分泌和唾液腺的发育[18-19]。虽然OPN在电离辐射损伤中的作用尚不明确,但已有研究显示,OPN可能通过其在细胞黏附和信号转导中的作用,参与辐射损伤的修复过程[20-21]。本次实验结果显示,电离辐射能够显著增加颌下腺中OPN的表达量,而且这种增加随着照射后时间的延长而持续。这可能是颌下腺组织对电离辐射损伤的一种自我保护反应,通过增加OPN的表达量来促进组织修复和功能恢复。

  然而,与其他组织不同,唾液腺的辐射损伤并不能完全恢复,甚至可能导致永久性的唾液分泌功能降低,这可能与OPN在唾液腺的特殊功能有关。OPN在唾液腺除了参与唾液的分泌,还能够通过与唾液腺上皮细胞的黏附,维持唾液腺的结构完整[22]。电离辐射导致的细胞死亡和间质纤维化可能破坏了OPN与唾液腺上皮细胞的黏附,从而影响了唾液腺的结构和功能[23]。

  从临床角度看,唾液腺辐射损伤是放疗中的常见并发症,严重降低了颌面部放疗患者术后的生活质量,并影响其身心健康。因此,对于唾液腺辐射损伤的防护和治疗具有重要的临床意义。OPN作为一种应激反应蛋白,可能是一个潜在的治疗目标。未来的研究可以进一步探索OPN在唾液腺辐射损伤中的作用,以及操控OPN表达对唾液腺辐射损伤的影响[24-25]。

  综上所述,本研究发现了电离辐射对大鼠颌下腺中OPN表达和颌下腺组织形态的影响,指出辐射引起的唾液腺分泌功能减退可能与辐射后颌下腺中OPN表达量改变有一定的关系。OPN可能是一个对辐射损伤反应敏感的标志物,也可能是唾液腺辐射损伤的治疗目标。但是,OPN在唾液腺辐射损伤中的具体机制还需要进一步研究,这将有助于找到新的治疗方法,以减轻电离辐射对人体健康的危害。此外,如何利用骨桥蛋白来预防和治疗唾液腺辐射损伤,也是未来研究的重要方向。

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