氡暴露对大鼠气管-支气管上皮细胞转化影响

来源:岁月联盟 作者:崔凤梅,胡明江,朱财 时间:2010-07-11
在人类生活环境的天然本底辐射中,由于吸入氡及其子体所产生的辐射剂量约占54%,氡暴露导致的健康危害,已成为近年来的研究热点。大鼠气管-支气管上皮细胞是研究氡暴露生物效应的良好模型,但由于受到染毒装置等条件的限制,过去多进行体外研究。本实验利用多功能移动式氡室对大鼠动态吸入染毒,利用建立的动物模型,采用消化后刷洗法分离得到大鼠气管-支气管上皮细胞[1],观察氡染毒后靶细胞体外发生转化的过程,探讨氡暴露对细胞的损伤效应。

  1  材料与方法

  1?1  实验动物处理  实验用Wistar雄性大鼠,7~8周龄(上海斯莱克实验动物有限责任公司)许可证号:SCXK(沪)2003-0003。采用自制HD-3型多功能移动式氡室,对大鼠动态吸入染毒。按照氡染毒的累计暴露量,分为60,90,120工作月(Working Level Month,WLM)和对照组共4组,每组6只动物。染毒时间每天8h,每周6d,染毒期间动物自由活动饮食。

  1?2  选择性培养基制备  选择性F12培养基为Ham’s F12培养基,含有2%胎牛血清,5mg/L胰岛素,0?3μ mol/L氢化可的松。

  1?3  气管-支气管上皮细胞的分离和培养  实验组及对照组大鼠气管-支气管上皮细胞的分离和培养采用本实验室建立的消化后刷洗法,见[1]。

  1?4  细胞集落形成率  收集大鼠气管-支气管上皮细胞,制成细胞悬液,以1×105个/60mm培养皿接种于无血清完全F12培养基中37℃5%CO2培养箱中培养,7~8d后计数其形成的细胞集落数,并根据接种的细胞量细胞集落形成率(CFE)。一个细胞集落的标准是含有15个细胞以上的细胞团,CFE=细胞集落数/接种的细胞量×100%。

  1?5  细胞存活率  根据CFE得出的结果,计算出大鼠气管-支气管上皮细胞存活率。其计算公式为:细胞存活率=氡暴露组细胞集落形成率/对照组细胞集落形成率×100%。

  1?6  转化细胞筛选  上述细胞集落计数后,即转入选择性F12培养基对气管-支气管上皮细胞进行筛选。4d换液1次,选择性培养5周,计数转化细胞集落并统计转化率(TF),TF=转化细胞集落数/进入选择的细胞集落数×100%。

  1?7  转化细胞系的建立  大鼠气管-支气管上皮细胞经选择性培养5周后,根据Kitamural[2]报道的形态学标准,细胞小而密集的Ⅲ或Ⅳ型集落是具有转化趋向的集落,倒置显微镜下鉴定后,用消毒棉签除去其他的集落细胞,使每皿只含有一个转化集落,继续培养,对Ⅲ或Ⅳ型集落扩增,然后转移到培养瓶中,进行传代培养。

  2  结果

  2?1  氡染毒对大鼠气管-支气管上皮细胞转化的影响(表1)  随着氡暴露累积剂量的增加,大鼠气管-支气管上皮细胞的集落形成率相应下降(图1,r=-0?98,P<0.01),而转化率则随之增加,呈一定的剂量-反应关系。当暴露量达到90WLM时,无论集落形成率还是转化率,与对照组相比较,差异均有统计学意义,P<0?01。

  表1  氡暴露对大鼠气管-支气管上皮细胞的转化(略)

  注:与对照组比较,*P<0?01

  图1  大鼠气管-支气管上皮细胞集落形成率和转化率与氡累积暴露量的关系(略)

  2?2  氡染毒对大鼠气管-支气管上皮细胞存活的影响  随着氡暴露累积剂量的增加,大鼠气管-支气管上皮细胞的存活率相应下降,60WLM组为(88?2±10?9)%,90WLM组为(71?5±8?9)%,120WL组为(60?7±11?5)%。

  2?3  转化细胞系  从累积暴露量为90WLM组动物得到的1个转化细胞集落连续传代12代,从120WLM组动物得到的1个转化细胞集落连续传代16代后,这2个细胞系均出现明显衰老现象,并生长缓慢,然后终止传代,分别收集细胞,冷冻保存,用于后续相关研究。

  3  讨论

  本实验结果表明,随着氡暴露累积剂量的增加,大鼠气管-支气管上皮细胞的集落形成率和存活率相应下降,并呈一定的剂量-反应关系。表明氡染毒后大鼠气管-支气管上皮细胞出现明显的细胞毒性。本实验中,对早期转化集落中的Ⅲ或Ⅳ型集落扩增后传代培养,得到2个连续传代的非致瘤细胞系,分别传代12和6代。但这2个细胞系因明显的衰老迹象而终止传代,未能进行软琼脂集落形成和裸鼠成瘤实验。细胞转化是细胞建系过程中重要的一步,是建立永生细胞系的基础,可为研究氡致肺癌提供一个直接的途径。细胞转化是少数细胞异常增殖的结果,而这种异常增殖与癌基因的激活和抑癌基因的失活密切相关[3]。α粒子是否通过影响这两类基因而引起细胞转化甚至恶性转化,有待进一步研究。

【】
    〔1〕 崔凤梅,苏世标,聂继华,等.大鼠气管-支气管上皮细胞的分离、鉴定和培养[J].辐射卫生,2005,14(4):246-247.

  〔2〕 Kitamural H,Fitzgerald DJ,Li LA,et al.Morphological characterization of transformed colonies in rat tracheal epithelial cell cultures exposed to carcinogens[J].Cancer Research,1986,46:4631-4641.

  〔3〕 Ross JA,Rosen GD.The molecular biology of lung cancer[J].Curr Opin Pulm Med,2002,8(4):265-269.