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目的意义免疫器官对电离辐射高度敏感,且损伤重、恢复慢、难治愈,其损伤机制尚未阐明,亦无有效防治措施。由于中子照射研究要求条件高,中子损伤动物模型复制难度大,不同剂量中子对免疫组织损伤的病变特点和规律均尚有待阐明。根据以往研究结果,本文关于中子免疫损伤的机制的研究从细胞凋亡和Th1/Th2失衡两个方面进行;并且应用rhIL-11进行治疗的探索,本研究对于进一步阐明中子免疫损伤的病理学特点、规律和机制以及防治具有重要意义。材料方法二级雄性健康BALB/c小鼠90只,随机分为对照组30只、3Gy中子照射组30只、rhIL-11治疗组30只。中子与γ射线混合比例为9:1,吸收剂量为3.0 Gy。rhIL-11按600μg/kg/d的腹腔注射给药,每天给药1次。各组小鼠分别于照射后6h、1d、3d和5d进行取材。通过外周血淋巴细胞计数、胸腺和脾脏重量指数、胸腺和脾脏光镜和电镜下形态结构的变化等方面进行观察,从大体、组织、细胞及亚细胞等多层面,系统研究中子照射对小鼠脾脏和胸腺形态结构的影响及rhIL-11对中子照射所致免疫损伤的治疗作用;进一步通过原位末端标记检测细胞凋亡、免疫组织化学检测caspase3、IL-2和4的表达等探讨中子辐射对免疫组织损伤的机制。实验结果1. 3Gy中子照射后小鼠外周血白细胞和淋巴细胞计数的改变:3Gy中子照射后3d内,白细胞和淋巴细胞计数显著低于对照组,且呈进行性降低。2. 3Gy中子照射后脾脏和胸腺重量指数的改变:中子照后3d胸腺和脾脏重量指数显著低于对照组,且呈进行性降低。3. 3Gy中子照射后小鼠胸腺和脾脏的病理形态改变:(1)胸腺的病理改变:照射后6h,大量淋巴细胞凋亡或坏死;照射后1d,淋巴细胞数量显著减少,偶见凋亡细胞,少量核碎片;照射后3d,淋巴细胞数量极度减少,网状细胞及成纤维细胞等间质细胞数量增多;照射后5d,胸腺淋巴组织出现增生,主要在皮质区小动脉周围。(2)脾脏的病理改变:照射后6h,大量淋巴细胞凋亡或坏死,以坏死细胞更为多见;照射后1d,淋巴细胞数量显著减少,偶见凋亡细胞,少量核碎裂、核溶解;照射后3d,淋巴细胞数量极度减少,仍可见大小不等的核碎片,浆细胞、网状细胞及成纤维细胞等间质细胞数量增多;照射后5d,淋巴组织出现增生修复。(3)超微结构的改变:3Gy中子照射后6h,胸腺和脾脏淋巴细胞凋亡坏死并存,以坏死为主,可见核染色质浓缩、边移,半月形改变,凋亡小体形成;核碎裂及核溶解多见。4. 3Gy中子照射后小鼠胸腺和脾脏原位末端标记检测细胞凋亡结果:胸腺和脾脏结果相似,均于照射后6h和1d凋亡的细胞数显著多于对照组;照射后3d阳性细胞数与对照组无显著差异。5. 3Gy中子照射后小鼠胸腺和脾脏caspase3的表达变化:(1)脾脏:照射后6h,白髓区可见大量强阳性细胞,主要为淋巴细胞,照射后3d和5d,仅见少数阳性淋巴细胞;caspase3表达的MOD和IOD均显著高于其它各组。(2)胸腺:照射后6h和1d,皮质区可见大量强阳性细胞,主要为淋巴细胞;照射后3d和5d,仅见少数阳性淋巴细胞。6. 3Gy中子照射后小鼠脾脏IL-2的表达变化:照射后6h,白髓和红髓区可见大量强阳性细胞,主要为淋巴细胞和巨噬细胞,IL-2表达的MOD和IOD均显著高于其它各组;照射后1d、3d和5d,阳性细胞明显减少,且主要为巨噬细胞。7. 3Gy中子照射后小鼠脾脏IL-4的表达变化:对照组小鼠脾脏白髓和红髓均可见大量阳性细胞,包括淋巴细胞、巨噬细胞和巨核细胞等;照射后6h和1d,阳性细胞减少且表达减弱;照射后3d,阳性细胞增多,且阳性增强。3Gy中子照射后各时间点,IL-4表达的MOD和IOD均显著低于对照组。8. rhIL-11治疗对照射后小鼠外周血白细胞和淋巴细胞计数的影响: rhIL-11治疗后3d和5d,治疗组白细胞和淋巴细胞计数及淋巴细胞百分比均显著低于对照组,但与照射组相比无显著差异;治疗3d和5d组无显著差异。9. rhIL-11治疗对照射后小鼠胸腺和脾脏重量指数的变化:胸腺和脾脏指数的变化规律相似:rhIL-11治疗后3d和5d,治疗组显著低于对照组,但与照射组相比无显著差异。10. rhIL-11治疗对照射后小鼠胸腺和脾脏形态的影响:(1)胸腺:rhIL-11治疗后3d和5d,皮质区淋巴组织即出现增生,主要在小动脉周围。(2)脾脏: rhIL-11治疗后3d和5d,白髓区淋巴组织即出现增生,小动脉周围淋巴细胞数量增多。结论1. 3.0 Gy中子照射可导致脾脏和胸腺形态结构破坏:(1)病变特点和规律为:淋巴细胞损伤表现为凋亡或坏死,以坏死为主;胸腺皮质区淋巴细胞的凋亡和坏死较髓质区更为严重;脾脏白髓细胞凋亡和坏死较红髓更为严重;照射后淋巴细胞损伤出现早,病变发展迅速;淋巴细胞增生出现的较早。(2)病理分期为:淋巴组织细胞凋亡坏死期;淋巴组织细胞残留枯竭期;淋巴细胞增生期。2.细胞凋亡是中子辐射致免疫组织损伤重要死亡方式之一,caspase3在中子照射所致淋巴细胞凋亡中发挥调控作用。3.中子照射导致Th1和Th2型细胞因子失衡:早期为Th1型反应优势,细胞免疫为主,导致免疫组织细胞损伤;后期为Th2型反应优势,体液免疫为主,抑制免疫炎症,减少过度损伤。4. rhIL-11对中子照射所致免疫组织损伤具有一定治疗作用。