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当前,脑肿瘤的发病率比较高而且呈上升的趋势,放射治疗是脑肿瘤治疗常采用的有效治疗手段之一。在脑肿瘤放疗情况下,受到辐射的在体血管的血管内皮细胞受到的外界作用主要包括血液流动产生的剪切力和辐射的作用。此外,临床上治疗血管再狭窄也开始采用放射性核素血管内照射方法,这与脑肿瘤放疗十分相近,都涉及到内皮细胞同时受血流剪切力与辐射双因素作用的问题。近年来放射生物学与细胞生物力学虽然仍为研究热点,但将两者结合起来模拟脑肿瘤放疗情况,特别是探索辐射与层流剪切力双引素对脑微血管内皮细胞的作用和机制,至今尚未见到文献报道。
目的：
1.探索辐射和剪切力双因素对脑微血管内皮细胞的影响。
2.了解辐射和剪切力双因素对脑微血管内皮细胞的调节机制。
3.为临床肿瘤放疗提供参考性的实验数据。
材料与方法：
1.实验细胞采用的是原代培养的大鼠脑微血管内皮细胞,取材于1月龄的SD雄性大鼠的大脑皮质。
2.采用辐射和剪切力技术对大鼠脑微血管内皮细胞施加作用。
3.采用 TUNEL染色技术观察微血管内皮细胞形态学变化和凋亡情况。
4.采用Western Blot实验技术来测定MAPKs家族ERK、JYN蛋白的磷酸化水平。
结果：
1.原代时采用葡聚糖和Percoll梯度密度离心法,传代时采用分次收集消化液,差速贴壁等纯化方法,成功培养出了纯度达90％的原代脑微血管内皮细胞。
2.在剂量为1、2Gy的辐射下,细胞凋亡和蛋白表达都出现了变化。与对照组相比,细胞凋亡比例出现了升高,但以2Gy的辐射下细胞凋亡最明显；ERK蛋白磷酸化水平随辐射剂量增大呈先下降后升高趋势,JNK蛋白磷酸化水平呈升高趋势。
3.与对照组相比,脑微血管内皮在1.09dyn/cm2剪切力作用2h后,细胞凋亡比例出现下降,ERK蛋白磷酸化水平呈升高趋势,JNK蛋白磷酸化水平呈下降趋势。
4.脑微血管内皮细胞受到辐射前后施加1.09dyn/cm2剪切力作用2h情况下,细胞凋亡比例出现了变化。与单辐射组相比,同一辐射剂量下的细胞凋亡比例明显下降,但都高于对照组。
5.脑微血管内皮细胞受到辐射前后施加1.09dyn/cm2剪切力作用2h后,ERK蛋白磷酸化水平随辐射剂量增大呈先下降后升高的趋势；JNK蛋白磷酸化水平呈先升高后下降趋势。
结论：
1.建立了改良的大鼠脑微血管内皮细胞原代培养方法,成功培养出了纯化度较高的大鼠脑微血管内皮细胞。
2.辐射可以引起脑微血管内皮细胞凋亡,且随辐射剂量增加,细胞凋亡率升高。
3.1.09dyn/cm2的剪切力对细胞有保护作用,可降低细胞凋亡率。
4.1.09dyn/cm2的剪切力作用可以一定程度上减轻辐射对内皮细胞的损害作用。
5.MAPK/ERK、MAPK/JNK信号转导通道参与了辐射与剪切力对微血管内皮细胞凋亡的调节过程。