低壓不缺氧條件與微波輻射協(xié)同作用對(duì)小鼠免疫功能的影響

徐俊杰　朱文赫　潘文干　姜艷霞　于洪泉　呂士杰

(吉林醫(yī)藥學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，吉林　吉林　132013)

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低壓不缺氧條件與微波輻射協(xié)同作用對(duì)小鼠免疫功能的影響

徐俊杰朱文赫潘文干姜艷霞于洪泉1呂士杰

(吉林醫(yī)藥學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，吉林吉林132013)

〔摘要〕目的探討低壓不缺氧條件與微波輻射協(xié)同作用對(duì)小鼠免疫功能的影響。方法昆明種小鼠40只，隨機(jī)分為空白對(duì)照組(BG組)、微波輻照組(MG組)、低壓不缺氧組(LG組)及低壓不缺氧協(xié)同微波輻照組(LMG組)，每組10只；應(yīng)用3H-TdR摻入法檢測(cè)淋巴細(xì)胞增殖水平，小鼠胸腺細(xì)胞增殖法測(cè)定白細(xì)胞介素(IL)-1、IL-2活性，骨髓細(xì)胞增殖法測(cè)定IL-3活性。結(jié)果與BG組比較，MG組和LMG組T、B淋巴細(xì)胞的增殖反應(yīng)均受到明顯的影響，LG組無影響；與BG組比較，3個(gè)實(shí)驗(yàn)組IL-1、2、3的活性差異顯著(P<0.05)，尤以LMG組差異更為顯著。結(jié)論微波輻照及與低壓條件協(xié)同作用均會(huì)明顯抑制小鼠的細(xì)胞及體液免疫，而低壓不缺氧條件與微波輻照的協(xié)同作用對(duì)小鼠免疫功能的抑制作用更為明顯。

〔關(guān)鍵詞〕微波輻射；低壓；免疫功能；T淋巴細(xì)胞；白細(xì)胞介素

研究表明，微波輻射對(duì)生物體的中樞神經(jīng)、內(nèi)分泌、心血管、造血、免疫、生殖和視覺等系統(tǒng)的功能均有影響〔1～5〕。長(zhǎng)期接觸可影響人的神經(jīng)行為和認(rèn)知能力，與老年癡呆和腦腫瘤〔2〕的發(fā)生可能有關(guān)。在一些條件下，微波輻射還會(huì)與其他因素協(xié)同作用于機(jī)體，但目前對(duì)其協(xié)同作用研究比較少，本文旨在探討微波輻射與低壓不缺氧條件協(xié)同作用對(duì)免疫功能的影響。

1材料與方法

1.1試劑與儀器刀豆蛋白A(ConA)和細(xì)菌脂多糖(LPS)(美國Sigma公司)；3H-TdR比放射性9.25×105Bq(中國科學(xué)院原子能研究所)；液體閃爍計(jì)數(shù)儀，LKB-1211型(瑞典)；IMDM培養(yǎng)液(Thermo公司)；小動(dòng)物實(shí)驗(yàn)用低壓艙〔3〕及微波輻射裝置(為雷達(dá)發(fā)射機(jī)改裝的大功率脈沖微波輻射發(fā)射源，由吉林醫(yī)藥學(xué)院微波輻射研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供)。

1.2動(dòng)物及實(shí)驗(yàn)分組清潔級(jí)雄性昆明小鼠40只，體重(20±2)g，購自吉林大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心，動(dòng)物合格證號(hào)為SCXK(吉)2008-0005。隨機(jī)分為空白對(duì)照組(BG)，100 mW/cm2微波輻照組(MG)、5 km低壓不缺氧組(LG)、5 km低壓不缺氧環(huán)境下100 mW/cm2照射組(LMG)，每組10只，適應(yīng)性喂養(yǎng)10 d后用于實(shí)驗(yàn)。

1.3動(dòng)物模型制備LMG組小鼠置于小動(dòng)物低壓艙內(nèi)的自制有機(jī)玻璃盒(加蓋、有孔)中，背上腹下位；對(duì)低壓艙真空泵抽氣，模擬以30 m/s速度上升至5 km高度，給氧(供氧濃度40%)，停留10 min時(shí)同步給予強(qiáng)度100 mW/cm2的微波輻照5 min，共計(jì)15 min。LG組僅給予15 min 5 km低壓不缺氧處理；MG組僅給予強(qiáng)度100 mW/cm2的微波輻照5 min；BG組僅置于有機(jī)玻璃盒中15 min不給予任何處理。連續(xù)4次，每隔3 d一次，末次處理后3 d殺鼠進(jìn)行指標(biāo)檢測(cè)。

1.4T、B淋巴細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)〔4〕無菌取小鼠脾制備細(xì)胞懸液，用IMDM培養(yǎng)液將細(xì)胞濃度調(diào)至5×106/ml，取0.1 ml加入96孔培養(yǎng)板，T淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)每孔再加入0.1 ml ConA(10 μg/ml)，B淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)每孔再加入0.1 ml LPS(20 μg/ml)。37℃，5%CO2孵箱內(nèi)培養(yǎng)3 d，按文獻(xiàn)〔5〕方法測(cè)定每分脈沖數(shù)(cpm值)。

1.5小鼠巨噬細(xì)胞白細(xì)胞介素(IL)-1的誘導(dǎo)及活性測(cè)定按照文獻(xiàn)〔5〕的方法進(jìn)行小鼠腹腔巨噬細(xì)胞IL-1的誘導(dǎo)及活性測(cè)定。

1.6小鼠脾細(xì)胞IL-2和IL-3的誘導(dǎo)及活性測(cè)定按照文獻(xiàn)〔4，5〕進(jìn)行小鼠脾細(xì)胞IL-2和IL-3的誘導(dǎo)，利用胸腺細(xì)胞增殖法測(cè)定IL-2的活性〔6〕，利用骨髓細(xì)胞增殖法測(cè)定IL-3的活性〔7〕。

1.7統(tǒng)計(jì)學(xué)方法應(yīng)用SPSS14.0軟件進(jìn)行單因素方差分析。

2結(jié)果

2.1低壓不缺氧及微波輻射對(duì)小鼠脾淋巴細(xì)胞增殖的影響在小鼠脾細(xì)胞對(duì)ConA和LPS的增殖反應(yīng)中，MG組和LMG組與BG組相比差異顯著(P<0.05)，而LG組與BG組相比對(duì)ConA的增殖反應(yīng)無顯著差異(P>0.05)；低壓不缺氧與微波輻照協(xié)同作用與各單因素作用相比差異顯著(P<0.05)。見表1。

表1　5 km低壓不缺氧及微波輻射對(duì)小鼠脾淋巴細(xì)胞增殖及細(xì)胞IL-1、IL-2和IL-3活性的影響

與BG組比較：1)P<0.05；與MG組比較：2)P<0.05；與LG組比較：3)P<0.05

2.2低壓不缺氧及微波輻射對(duì)小鼠細(xì)胞IL-1、IL-2及IL-3活性的影響與BG組相比，MG組、LMG組IL-1、IL-2和IL-3的活性均顯著降低(P<0.05)；對(duì)IL-1活性的影響，LMG組與MG組、LG組相比差異顯著(P<0.05)；對(duì)IL-2活性的影響，LMG與MG組相比差異顯著(P<0.05)，與LG組比雖有所降低但無顯著差異(P>0.05)；對(duì)IL-3活性的影響，LMG組與MG組相比雖有所降低但差異不顯著(P>0.05)，與LG組相比差異顯著(P<0.05)。見表1。

3討論

微波技術(shù)的廣泛應(yīng)用使得人們有了更多暴露于微波輻射環(huán)境的機(jī)會(huì)，雖然目前已經(jīng)有一些關(guān)于微波輻射損傷及機(jī)制研究的報(bào)道，但是到目前為止微波輻射損傷的機(jī)制尚不十分明確。很多情況下，微波輻射還會(huì)同某些其他因素共同作用于機(jī)體，這些因素之間是協(xié)同促進(jìn)還是互相抑制，還有待于進(jìn)一步研究。宇航、高空和海拔在3 000 m以上環(huán)境都屬于低氣壓環(huán)境，而我國海拔3 000 m以上的地區(qū)可占我國國土面積的1/6左右，在這些環(huán)境中往往會(huì)發(fā)生微波輻射和低氣壓環(huán)境共同作用于人體的情況，低氣壓條件與微波輻射對(duì)人體的協(xié)同作用值得進(jìn)一步研究。

免疫系統(tǒng)是生物體的重要功能系統(tǒng)之一，是機(jī)體抵抗外界有害物質(zhì)入侵的重要防御系統(tǒng)。機(jī)體免疫功能狀況與細(xì)胞免疫和體液免疫都關(guān)系密切。細(xì)胞免疫的識(shí)別與效應(yīng)階段由T細(xì)胞特異性識(shí)別介導(dǎo)，IL-2活性水平可直接反映T細(xì)胞功能，而IL-1是T細(xì)胞活化和IL-2產(chǎn)生的重要刺激因子〔7〕；B細(xì)胞可在抗原刺激下分化為漿細(xì)胞，合成和分泌免疫球蛋白，主要執(zhí)行機(jī)體的體液免疫。IL-3也是IL家族重要成員之一，在機(jī)體的造血調(diào)節(jié)和免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。

本研究表明，連續(xù)多次微波輻射會(huì)導(dǎo)致ConA 或LPS誘導(dǎo)的小鼠脾淋巴細(xì)胞的增殖能力、關(guān)鍵細(xì)胞因子(IL-1、IL-2、IL-3)活性水平明顯降低；5 km低壓不缺氧的多次協(xié)同作用會(huì)明顯加重微波輻射對(duì)T淋巴細(xì)胞的增殖能力以及IL-1和IL-2活性的抑制作用，影響細(xì)胞免疫功能。

4參考文獻(xiàn)

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7姚干，王允，劉毅，等.二至丸有效部位群促進(jìn)T淋巴細(xì)胞免疫活性的實(shí)驗(yàn)研究〔J〕.中成藥，2014;36(3)：441-6.

〔2015-08-10修回〕

(編輯袁左鳴/滕欣航)

基金項(xiàng)目：吉林省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目(No.2012490；2013348)；吉林市科技計(jì)劃項(xiàng)目(No.201262508)

通訊作者：呂士杰(1960-)，男，教授，碩士，主要從事微波輻射損傷與防護(hù)研究。

〔中圖分類號(hào)〕R392

〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕A

〔文章編號(hào)〕1005-9202(2016)09-2061-02；

doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.09.005

1吉林大學(xué)第一醫(yī)院神經(jīng)外科

于洪泉(1974-)，男，副主任醫(yī)師，博士，主要從事腦相關(guān)功能研究。

第一作者：徐俊杰(1981-)，女，副教授，博士，主要從事生物活性物質(zhì)篩選與微波輻射損傷防治研究。