Резюме

Въведение

Умишленото или случайно излагане на хора на йонизиращо лъчение (IR) може да доведе до различни остри ефекти, включително леталност или дългосрочни късни ефекти, включващи нараняване на органи (1) и канцерогенеза (2). За да се предпазим от тези токсичности, непрекъснато се развиват химически и биологични радиационни протектори или смекчители (3), насочени главно към защита срещу острия радиационен синдром след цялостно облъчване на тялото (TBI) или за нормална тъканна защита при пациенти с рак, лекувани с лъчетерапия (4). Ядрената атака, медиирана от тероризъм, или случайно увреждане на ядрените реактори може да изложи големи популации от хора, изложени на нелетални IR дози, в риск от индукция на рак. Такива събития могат да се случат без предупреждение, което налага прилагането на интервенции след излагане на IR. По същия начин, IR-индуцираните вторични злокачествени заболявания могат да се появят след курс на окончателна лъчева терапия (5, 6). И двете ситуации предполагат необходимост от безопасни и ефективни интервенции за намаляване на тези рискове за хората след излагане на IR.

антиоксидантът

Материали и методи

Оценка, аутопсия и патология

Животните бяха внимателно наблюдавани минимум 3 пъти седмично през целия им живот. Крайната точка за проучването е образуването на тумор (да не надвишава 2 см в диаметър) или докато животното достигне хуманна крайна точка (бърза загуба на тегло, изтощителна диария, груба козина, прегърбена стойка, затруднено дишане, летаргия, постоянна легналост, жълтеница, значително анормални неврологични признаци, кървене от някакъв отвор, проптоза или необичаен външен вид на очите, нарушена подвижност или невъзможност за получаване на храна или вода) по това време животното е евтаназирано и оценено за наличие на тумор и причина за смърт. Мишките бяха евтаназирани чрез вдишване на CO2 и кръв, събрана от гръдната аорта, за пълна кръвна картина. На всяка мишка беше проведено цялостно изследване на некропсия с описания на груби лезии, събиране на всички основни органи, тъкани и лезии и фиксиране на патологични материали в 10% буфериран неутрален формалин. Тъканите бяха обработени и оцветени с хематоксилин и еозин. Сертифициран от борда ветеринарен патолог извърши оценка на патологията. Проведени са специални петна и имунохистохимия върху подгрупа животни, за да се изясни основната форма на хемопоетични новообразувания.

Статистически анализ

Данните бяха анализирани с помощта на R (версия 2.14), SAS Software версия 8.2 и MATLAB. Общата вероятност за оцеляване по възраст е оценена по метода на Каплан-Майер. Тестът за логарифен ранг се използва за тестване на значителни разлики в оцеляването между групите. Кривите на кумулативната честота по възраст са изчислени за конкуриращите се рискове от смърт след хематопоетична неоплазма, смърт след нехематопоетична неоплазма и неракова смърт, като се използва непараметричната оценка на максималната вероятност (19). При мишки с хематопоетични и нехемопоетични новообразувания първото се счита за първото събитие. Относителните опасности бяха изчислени по метода на пропорционалните опасности на Кокс. Стойностите на P по-малко от 0,05 се считат за статистическа тенденция.

Изследвания на генната експресия

Мозъчни, чернодробни и мускулни тъкани (5-8 мишки на времева точка) бяха събрани от Tempol- и контролно хранени C3H мишки след 14 и 60 дни и съхранявани при -80 ° C. Общата РНК беше извлечена от замразени тъкани с помощта на TRIzol Reagent (Life Technologies, Inc.) съгласно стандартния протокол. Концентрацията на РНК се определя с NanoDrop 1000 спектрофотометър (Thermo Fisher Scientific). След това пробите бяха третирани с DNase, като се използва комплект без ДНК Ambion (Life Technologies, Inc.). Амплифицирана антисенс РНК е получена от пробите с помощта на Arcturus RiboAmp PLUS Amplification Kit (Life Technologies, Inc.). ИРНК е белязана и хибридизирана, както е описано по-рано (20).

Допълнителни подробности за материали и методи можете да намерите в Допълнителни материали и методи.

Резултати

Тегло на животните и консумация на храна

Средно тегло/мишка (g) на различни групи мишки CBA (A) и C3H (C) като функция от времето. Средно потребление на храна (g) на мишка на ден за различните групи CBA (B) и C3H (D) мишки.

Оценка на оцеляването и смъртността

A, Каплан-Майер парцели за оцеляване за мишки C3H. Мишките бяха изложени на 0 или 3 Gy TBI с добавка към храната Tempol, инициирана веднага след облъчване и поддържана през целия живот. Статистика, използваща анализ на логаритмичния анализ на кривите на оцеляване: 0 Gy C срещу 0 Gy T (P = 0,06); 0 Gy C спрямо 3 Gy C (P Вижте тази таблица:

  • Преглед на линия
  • Преглед на изскачащия прозорец

Средна преживяемост и процентно разпределение на новообразувания при CBA мишки

Средна преживяемост и процентно разпределение на новообразувания при мишки C3H

Модели на генна експресия в мускулни, чернодробни и мозъчни тъкани, взети от мишки C3H на контрол или диети, допълнени с Tempol за 2 седмици или 2 месеца. Експресионните модели са анализирани чрез йерархично групиране, проследяващо 2-кратни генни промени в тъканите. Клъстерните карти бяха нормализирани за 2-седмични контролни диетични мишки (генна експресия: зелена, надрегулирана; червена, понижена).

Дискусия

Мишките, изложени на 3 Gy TBI, показват намалена продължителност на живота в сравнение с необлъчените контролни мишки, както се вижда от по-кратки средни времена на оцеляване (Таблици 1 и 2). Хранителните добавки Tempol осигуряват значителни средни предимства на преживяемостта след TBI и при двата миши щама. Тези констатации са в съгласие с предишни проучвания, използващи мишки, склонни към рак, при които хранителните добавки на Tempol дават значително удължаване на средната преживяемост (16–18).

Няма забележим ефект на Tempol върху неракови смъртни случаи след IR при мишки C3H. Като цяло, RH анализът на данните за C3H ясно показва предимство за лечение с Tempol при мишки до 104 седмици както за групи, третирани с контрола, така и с IR. След 104 седмици, RH анализът показва предимство за облъчени мишки на Tempol; обаче при необлъчени мишки Tempol проявява умерен неблагоприятен ефект по отношение на контрола по отношение на общата преживяемост, нехематопоетични новообразувания и неракови смъртни случаи (допълнителна таблица S7). Причината за тази последна констатация е неясна; обаче, той може да се намира в компрометиран или намален метаболизъм на лекарствата при възрастни мишки (23). Мишки над 104 седмици могат да се считат за гериатрични с очаквани смущения в хомеостазата. Алтернативно, теглото в групата на Tempol може да е спаднало под минимално приемливо ниво, което при мишки в напреднала възраст би могло да допринесе за късни нежелани ефекти, наблюдавани по-долу.

Разкриване на потенциален конфликт на интереси

Не са разкрити потенциални конфликти на интереси. Съдържанието на тази публикация не отразява непременно възгледите или политиките на Министерството на здравеопазването и хуманитарните услуги, нито споменаването на търговски наименования, търговски продукти или организации не предполага одобрение от правителството на САЩ.

Принос на авторите

Концепция и дизайн: J.B. Mitchell, P.S. Алберт, J.A. готвач

Разработване на методология: М.Р.Анвер, П.С. Алберт, J.A. готвач

Придобиване на данни (предоставени животни, придобити и управлявани пациенти, осигурени съоръжения и др.): J.B.Mitchell, M.R.Anver, A.L.Sowers

Анализ и интерпретация на данни (напр. Статистически анализ, биостатистика, изчислителен анализ): J.B. Mitchell, M.R.Anver, P.S. Розенберг, П.С. Алберт, J.A. готвач

Написване, преглед и/или преразглеждане на ръкописа: J.B. Mitchell, M.R.Anver, P.S. Розенберг, М.К. Кришна, П.С. Алберт, J.A. готвач

Административна, техническа или материална подкрепа (т.е. докладване или организиране на данни, изграждане на бази данни): М. Р. Анвер, А. Л. Соуърс, М. Фигероа, А. Тетфорд

Надзор на проучването: J.B. Mitchell

Безвъзмездна помощ

Това изследване беше подкрепено от Програмата за медицинско противодействие на NIAID срещу радиологични и ядрени заплахи и Интрамуралната програма за изследване на Центъра за изследване на рака, Национален институт по рака, NIH и отчасти с федерални средства от NCI, NIH, по договор № HHSN261200800001E.

Разходите за публикуване на тази статия бяха покрити отчасти чрез плащането на такси за страница. Следователно тази статия трябва да бъде маркирана с реклама в съответствие с 18 U.S.C. Раздел 1734 единствено, за да посочи този факт.

Благодарности

Авторите благодарят на д-р. RJ Michael Fry, Michael Potter и C. Norman Coleman за полезни дискусии по отношение на експерименталния дизайн на изследването; Дарлийн Грийн и персонала за аутопсия на Патологичната/хистотехнологична лаборатория за техническа помощ; и д-р. Дебора Цитрин, Кевин Камфаузен и Бланш Алтер за критичен преглед на ръкописа.