Protective Effects of Hydrogen against Low-Dose Long-Term Radiation-Induced Damage to the Behavioral Performances, Hematopoietic System, Genital System, and Splenic Lymphocytes in Mice

氫對(duì)小鼠低劑量長期輻射誘導(dǎo)的行為表現(xiàn)、造血系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)和脾淋巴細(xì)胞損傷的保護(hù)作用

來源：Oxidative Medicine and Cellular Longevity, Volume 2016, Article ID 1947819, 2016

《氧化醫(yī)學(xué)與細(xì)胞壽命》，第2016卷，文章編號(hào)：1947819，2016年

 

摘要：

論文摘要指出分子氫（H2）在緩解急性輻射損傷中起重要作用，本研究調(diào)查了H2對(duì)低劑量長期輻射（LDLTR）誘導(dǎo)的改變的影響。小鼠接受不同劑量（0.1 Gy、0.5 Gy、1.0 Gy和2.0 Gy）的全身伽馬輻射，持續(xù)8周，每周兩次。輻射后，進(jìn)行體重觀察、強(qiáng)迫游泳測試、開放場地測試、染色體畸變分析、外周血細(xì)胞參數(shù)分析、精子異常檢測、淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化測試和組織病理學(xué)研究。結(jié)果顯示，H2能減輕LDLTR誘導(dǎo)的損害，表明H2對(duì)小鼠多系統(tǒng)具有保護(hù)作用，可能作為輻射防護(hù)劑。

 

研究目的：

研究目的是評(píng)估氫對(duì)低劑量長期輻射引起的小鼠多系統(tǒng)損傷的保護(hù)效果，包括行為表現(xiàn)、造血系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)，以填補(bǔ)H2在LDLTR保護(hù)方面的研究空白，并為開發(fā)新型輻射防護(hù)劑提供依據(jù)。

 

研究思路：

研究思路采用實(shí)驗(yàn)性設(shè)計(jì)，將80只BALB/c雄性小鼠隨機(jī)分組，包括不同輻射劑量組（0.1 Gy、0.5 Gy、1.0 Gy、2.0 Gy）和假輻射對(duì)照組，每組再分為氫處理組和非氫處理組。小鼠通過飲用氫富水進(jìn)行干預(yù)，接受8周分次輻射。輻射結(jié)束后，進(jìn)行行為測試（開放場地測試和強(qiáng)迫游泳測試）、血液學(xué)分析、染色體畸變檢測、精子形態(tài)評(píng)估、淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化測試和組織病理學(xué)檢查。數(shù)據(jù)通過雙因素方差分析統(tǒng)計(jì)，以評(píng)估H2的保護(hù)作用及與輻射的交互效應(yīng)。

 

測量的數(shù)據(jù)及研究意義：

1 體重變化：測量小鼠體重隨時(shí)間的變化，研究意義是評(píng)估整體健康狀況和應(yīng)激反應(yīng)，體重異常增加可能反映輻射誘導(dǎo)的代謝紊亂，H2處理能正常化體重增長。數(shù)據(jù)來自圖1。

 

2 行為表現(xiàn)：包括開放場地測試（測量總移動(dòng)距離、平均速度、中央?yún)^(qū)域停留時(shí)間和進(jìn)入次數(shù)）和強(qiáng)迫游泳測試（測量不動(dòng)時(shí)間），研究意義是評(píng)估焦慮和抑郁水平，輻射增加了焦慮樣行為，H2能減輕這些行為異常。數(shù)據(jù)來自圖2和圖3。

 

 

3 染色體畸變：分析骨髓細(xì)胞染色體異常類型和頻率，研究意義是直接評(píng)估基因毒性損傷，H2能降低輻射誘導(dǎo)的畸變率，表明其抗氧化和DNA保護(hù)作用。數(shù)據(jù)來自圖5和表1。

 

 

4 外周血細(xì)胞參數(shù)：包括白細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)，研究意義是反映造血系統(tǒng)功能，輻射在高劑量（2 Gy）下抑制血細(xì)胞生成，H2能改善這種抑制。數(shù)據(jù)來自圖6。

 

5 精子異常：評(píng)估精子形態(tài)異常百分比和類型，研究意義是檢測生殖系統(tǒng)損傷，輻射增加精子異常，H2能減輕這種損害。數(shù)據(jù)來自圖7和圖8。

 

 

6 淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化測試：測量脾淋巴細(xì)胞增殖能力，研究意義是評(píng)估免疫細(xì)胞活性，低劑量輻射可能刺激細(xì)胞活性，而高劑量抑制，H2能普遍改善細(xì)胞活力。數(shù)據(jù)來自圖10。

 

7 組織病理學(xué)：檢查睪丸和骨髓組織的微觀結(jié)構(gòu)變化，研究意義是直觀顯示組織損傷和修復(fù)，輻射導(dǎo)致組織退化，H2能減輕病理改變。數(shù)據(jù)來自圖4和圖9。

 

 

 

結(jié)論：

1 H2能全面保護(hù)小鼠免受低劑量長期輻射誘導(dǎo)的多系統(tǒng)損傷，包括行為、造血、生殖和免疫系統(tǒng)。

2 H2通過減輕焦慮和抑郁樣行為、降低染色體畸變、改善血細(xì)胞計(jì)數(shù)、減少精子異常和增強(qiáng)淋巴細(xì)胞活性，顯示出輻射防護(hù)作用。

3 H2的保護(hù)機(jī)制可能與其選擇性清除活性氧（如·OH和ONOO-）有關(guān)，但具體路徑需進(jìn)一步研究。

 

使用丹麥Unisense電極測量數(shù)據(jù)的研究意義：

丹麥Unisense電極（針型H2傳感器）用于測量氫富水中的氫氣濃度，確保濃度維持在至少0.1 mM。研究意義在于保證了實(shí)驗(yàn)條件的準(zhǔn)確性和可控性，驗(yàn)證了氫處理的有效性。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測H2濃度，排除了因濃度波動(dòng)導(dǎo)致的實(shí)驗(yàn)偏差，使H2的保護(hù)作用結(jié)果更可靠。具體來說，該電極的使用支持了H2干預(yù)的標(biāo)準(zhǔn)化，為后續(xù)機(jī)制研究（如抗氧化效應(yīng)）提供了基礎(chǔ)，并增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性。在輻射防護(hù)研究中，這種精確測量有助于區(qū)分H2特異性效應(yīng)與其他混雜因素，提升了數(shù)據(jù)的科學(xué)價(jià)值。