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放射性口腔粘膜炎(Radiation-inducedoralmucositis,ROM)是鼻咽癌和其它头颈部恶性肿瘤放射治疗最常见的剂量依赖性不良反应之一,轻则引起疼痛不适、影响进食和语言,重则影响放疗的进行,从而降低患者的生存质量。头颈部恶性肿瘤患者行常规分割放疗,粘膜炎发病率高达97%;而行超分割放疗的患者其发病率则高达100%。ROM的发病机制尚未明了,目前也缺少有效防治手段。作为鼻咽癌的高发省份,ROM的防治是华南地区长期亟待解决的临床问题,因此,应用实验性ROM动物模型,研究其发病机制,有助于为临床预防和治疗ROM提供新的思路和方法。
近年来的研究发现,缺氧诱导因子-1α(Hypoxiainduciblefactor-1α,HIF-1α)和环氧合酶2(Cyclooxygenase2,COX-2)在炎症性疾病的发生发展中可能起着重要的作用。
缺氧诱导因子-1(Hypoxiainduciblefactor-1,HIF-1)是由Semenza于1992年发现的一种核转录因子,它是由α和β两个亚单位组成的异二聚体,其中HIF-1α是HIF-1的主要的氧调节亚基,常氧条件下,HIF-1α通过泛素-蛋白水解酶系统迅速降解,当受到细胞氧分压降低或其它调节因素作用时,HIF-1α降解途径被阻断,从而在胞浆中积聚、活化,并转移到细胞核,调节基因的转录。HIF-1α与多种人类实体肿瘤的血管生成、生长转移、细胞凋亡及缺氧耐受有关。另有研究指出,该因子与炎症也有密切关系,在多种炎症组织中表达。
环氧合酶(Cyclooxygenase,COX)是一完整的膜结合蛋白,有COX-1和COX-2两种亚型。COX-1是一种结构酶,稳定表达于多种组织中,产生具有生理作用的前列腺素(Prostaglandins,PGs),维护人体正常生理功能。COX-2是一种诱导表达蛋白,正常生理情况下一般不表达,但可被辐射、损伤、炎症、缺氧及许多细胞因子诱导表达。COX-2在受到内外因素的刺激下异常活跃,其过度表达可促进细胞增殖,调节炎症介质前列腺素的合成,表现为广泛的促炎及促肿瘤活性。
目前国内尚未见放射性口腔粘膜炎动物模型建立的报道,国外关于COX-2在ROM中的作用研究较少,而HIF-1α是否参与了ROM病程则未见报道。HIF-1α作为基因转录的核调节因子,是低氧适应和病理反应中的一个特异的中介因子,可以诱导许多低氧反应基因如环氧合酶-2基因的表达,而COX-2作为重要的炎症介质可能参与了ROM的发生和发展。因此,本研究拟首先建立ROM大鼠模型,采用RT-PCR和免疫组化的方法检测HIF-1α和COX-2在ROM组织中的表达及二者之间的关系,并初步探讨它们在ROM中的可能作用机制。
目的
1.建立放射性口腔粘膜炎SD大鼠动物模型。
2.检测HIF-1αmRNA和COX-2mRNA在大鼠放射性口腔粘膜炎组织中的表达水平。
3.探讨HIF-1α蛋白和COX-2蛋白在大鼠放射性口腔粘膜炎组织中的表达部位和强度,及二者之间的关系。
方法
1.建立动物模型:清洁级SD大鼠70只,左侧颊粘膜接受X线机照射,右侧颊粘膜作为自身对照。周一到周五每天15时开始照射,周六、周日停止照射两天,周一到周三再照射3次,共照射8次,总吸收剂量为80Gy。照射20Gy、40Gy、60Gy、80Gy后以及照射结束后2、4、6、8、14、21天,随机处死6只,切取左、右侧颊粘膜备用。
2.HIF-1α和COX-2转录水平表达分析:提取各组左、右侧颊粘膜总RNA,用半定量RT-PCR检测各标本HIF-1α和COX-2的mRNA相对表达值,并对结果进行统计分析。
3.HIF-1α和COX-2蛋白水平表达分析:采用免疫组化SABC法观察HIF-1α和COX-2蛋白在粘膜炎组织中的表达部位及表达强度,并对二者关系进行分析。
结果
1.通过分次照射,选择合适的吸收剂量,并对SD大鼠进行了有效的防护,能较好地模拟放射性口腔粘膜炎的发病过程,成功地建立了SD大鼠放射性口腔粘膜炎动物模型。
2.用RT-PCR的方法证明ROM粘膜组织能够表达HIF-1αmRNA和COX-2mRNA,而右侧自身对照组基本不表达HIF-1α和COX-2mRNA。
3.免疫组化结果显示:HIF-1α蛋白和COX-2蛋白在ROM粘膜组织中均能广泛表达,表达部位主要位于粘膜下层的炎症细胞、血管内皮细胞、成纤维细胞等。HIF-1α和COX-2蛋白的表达基本处于平行的关系,并且表达的部位和细胞类型也基本一致。
结论
1.成功建立了放射性口腔粘膜炎大鼠模型。
2.放射性口腔粘膜炎组织有HIF-1α和COX-2mRNA及蛋白的表达,两者的表达呈高度相关。
3.HIF-1α和COX-2的表达与放射性口腔粘膜炎的严重程度有关。