全身照射引起间充质干-祖细胞池缩小及成骨潜能改变

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1、全身照射引起间充质干/祖细胞池缩小及成骨潜能改变：马杰，陈斌，王宏兰，李静，史明霞，李炳宗，胡建立，赵春华【摘要】　　为了研究辐射对骨髓间充质干细胞（bonemarroesenchymalstemcells,BMMSC）数量及成骨分化潜能的影响，探讨BMMSC在辐射损伤中的反应及其与照射后造血和骨骼系统长期损伤的关系，用全身照射（totalbodyirradiation,TBI）小鼠模型观察TBI前后不同时间点小鼠骨髓纤维母细胞集落形成单位（colonyformingunitfibroblas

2、t,CFUF)的改变及BMMSC细胞周期分布情况；用VonKossa染色法测定钙盐沉积,实时定量RTPCR检测成骨分化相关基因及成骨转录共刺激因子TAZ(transcriptionalcoactivatorotif)的表达变化。结果显示：TBI后骨髓CFUF数量明显减少；TBI后3天较多的BMMSC进入细胞周期并且其成骨潜能明显增强，随后细胞周期分布恢复正常，但成骨潜能明显降低，同时伴有TAZ表达改变。结论：TBI能导致小鼠骨髓间充质干/祖细胞池的显著缩小并改变BMMSC的成骨分化潜能，TA

3、Z表达的变化可能在其成骨潜能的改变中发挥一定作用。【关键词】全身照射；骨髓间充质干细胞；成骨潜能；TAZ　　ReductionofBoneMarroalStem/ProgenitorCellsPoolandAlterationofTheirOsteogenesisPotentialCausedbyTotalBodyIrradiationAbstractToinvestigatetheeffectofirradiationonthequantityandosteogenesispotentialof

4、BMMSCsandtoexploretheresponseofthemintheirradiationstressanditscontributiontolongtermeffectsofradiationinducedboneandhematologicinjury,atotalbodyirradiation(TBI)murinemodelberofCFUFandcellcycleprofileofBMMSCsepointsbeforeandafterTBI.Osteogenicdiffe

5、rentiationotif(TAZ)eRTPCR.TheresultsshoberofCFUFdecreasedgreatlyatday28afterTBI.Atday3afterTBI，morecellsenteredcellcycleandtheosteogenesispotentialeanarroesenchymalstem/progenitorcellpoolandalterstheosteogenesispotentialofBMMSCs,arroesenchymalstemce

6、ll;osteogenesispotential;TAZ放射治疗在目前仍是肿瘤治疗中的一个重要手段，但是这种治疗方法并非是肿瘤特异性的，正常组织尤其是造血和骨骼系统极易受到损害。随着接受放射治疗的肿瘤患者生存状况的改善，对放射治疗导致的一些远期毒副作用机制的探讨显得尤为重要。以往多认为造血干细胞（hematopoieticstemcells,HSC）的凋亡［1,2］、自我更新能力及HSC池的缩小［3,4］和成骨细胞、破骨细胞的改变［5］分别是照射后造血和骨骼系统损伤的机制。然而造血功能的维持不仅与

7、造血细胞本身有关，还与造血微环境息息相关，而骨容量的调控尤其是在病理条件下的调控皆依赖于足够的成骨干/祖细胞的存在［6］。骨髓中与HSC共存的BMMSC不仅能生成骨髓微环境中的大多数细胞，并且是成骨细胞的。此外，BMMSC因其多向分化潜能、分泌多种细胞因子及强的免疫调节功能，在损伤等病理生理情况下参与组织修复。因此，本研究利用全身照射的小鼠模型研究辐射对BMMSC的影响，并从BMMSC水平初步探讨放射治疗后一些远期损伤的可能机制。　材料和方法实验动物及辐射损伤模型制备5周龄雄性C57BL/6小鼠购

8、自中国医学科学院实验动物研究所，实验动物随机分为正常对照组和全身照射组，后者经137Cs射线进行一次性全身照射4.0Gy，吸收剂量率为2.4Gy/min。每批动物分别在照射后的0、1、3、7、14和28天取股骨和胫骨，所得到的BMMSCs分别命名为D0，D1，D3，D7，D14和D28。主要试剂和仪器FicollPaque分离液为Pharmacia公司产品，胎牛血清为Hyclone公司产品，100μg/ml青霉素、100μg/ml链霉素、0.125%胰蛋白酶均购自Gibco公司，