急性放射性皮肤损伤Wistar大鼠模型的建立

背景:目前国内构建放射性皮肤损伤动物模型所用的射线类型、动物种类、照射方式和部位均不一致,临床上对于放射性皮肤损伤的预防策略和治疗标准并未统一。目的:建立合适的大鼠急性放射性皮肤损伤模型。方法:60只Wistar大鼠随机分为32,38和45 Gy X射线照射组(n=18)以及空白对照组(n=6)。32,38和45 Gy X射线照射组对大鼠后臀进行单次局部照射,剂量为300 cGy/min,源皮距100 cm,照射时间分别为10.67,12.67,15 min;空白对照组不照射。实验于2018-01-08经山西省肿瘤医院动物伦理委员会审核批准,批准编号:GDY2018001。结果与结论:①照射后大鼠未出现意外死亡情况,照射后3 d内大鼠体质量有所下降,之后呈增加趋势,在伤口最严重时(约第15天)体质量又有所下降,2 d后恢复正常;②照射后2周随着X射线剂量的增加,大鼠皮肤附属器官结构被破坏,大量炎性细胞浸润,可见急性放射性皮肤损伤在一定范围内呈现剂量依赖;另一方面,照射时间越长,38与45 Gy组的大鼠皮肤损伤程度越深;而照射剂量相同时,急性放射性皮肤损伤的严重程度也与时间呈正相关性;③以38 Gy辐照大鼠皮肤6 h至15 d,巨噬细胞被激活,NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3炎症因子表达增强,炎症反应明显,验证了模型的可靠性;④结果表明,采用直线加速器产生X射线建立的急性X射线皮肤损伤动物模型具有易于观察、取材方便、皮炎表现明显的特点,且安全性较高,是一种理想的动物模型。

放射性皮肤损伤的炎症反应及机制研究

放射疗法在肿瘤疾病治疗中的使用率日益升高,放疗后皮肤易出现反复溃疡及急性坏死等炎症反应,严重危害患者生命健康。如何预防及治疗辐射性皮肤损伤仍是一个亟待解决的重大问题。HMGB1作为重要的炎症因子,通过活化启动下游信号通路,释放IL-1β等炎性因子,参与炎症反应和组织修复。同时,HMGB1的活化可激活TGF-β1与α-sma的表达,参与创伤愈合及纤维化等组织病理学反应,大剂量辐射后造成的皮肤损伤情况及其中HMGB1通路参与炎症反应的具体机制尚未明确。选用8~9周龄的雄性Wistar大鼠,按体重随机编号。采用高能X射线单次38 Gy大剂量照射大鼠右后肢,建立放射性皮肤损伤模型,分别于照射后不同时间点取样检测(n=6),并于辐射后皮肤出现严重溃疡的时间点,进行HMGB1重组细胞因子及甘草酸铵药物腹腔注射。HE染色进行组织学水平病理分析,采用ELISA、免疫荧光染色、qRT-PCR及Westen Bolt方法检测血液及皮肤组织内HMGB1、TGF-β1及α-sma的分布及表达。研究辐射损伤后的皮肤炎症反应,探究HMGB1通路的活化及变化趋势;并分析HMGB1及甘草酸铵药物对HMGB1通路的影响。研究发现:随着辐射后时间的延长,照射区域的皮肤出现脱毛现象,在辐射后12 d,逐渐出现红肿,并伴有明显的红斑生成,15 d时皮肤破损溃疡,且皮肤损伤程度在一定范围内呈现出与时间的正相关性。电离辐射后的不同时间点可以引起大鼠外周血及皮肤组织内HMGBI、TGF-β1及α-sma表达升高,且具有时间依赖性。辐射后15 d,HMGB1重组细胞因子及甘草酸铵药物组通过HMGB1及其下游信号通路分别促进或抑制炎症反应,说明HMGB1通路的异常激活是辐射性皮肤损伤及后续炎症级联反应的关键靶点。