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摘要
[背景]目前，放射治疗广泛应用于临床肿瘤的治疗，射线在杀伤肿瘤细胞的同时也会损伤正常组织。有研究表明氢是一种具有前景的治疗相关疾病的方法。[目的]探究磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(AKT)/半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶9(Caspase-9)信号通路在富氢水对急性放射性脑损伤中的作用及机制。[方法]将40只雄性SD大鼠随机分为对照组、单纯照射(IR)组、高剂量富氢水干预(IR+HHRW)组、低剂量富氢水干预(IR+LHRW)组，每组10只。除对照组外，其余组动物均接受单次20 Gy全脑照射。各组动物均在照射前3 d至照射后7 d内，每天灌胃1次，对照组和IR组给予纯净水(20 mL·kg-1),IR+HHRW组和IR+LHRW组给予富氢水(20 mL·kg-1、10 mL·kg-1)。照射7 d后每组各取5只大鼠进行Morris水迷宫实验检测行为学变化；剩余动物麻醉后剖杀、采血、取脑组织检测血液指标变化，进行TUNEL染色观察神经细胞凋亡情况，苏木精和伊红(HE)染色观察组织病理学变化，酶联免疫吸附试验(ELISA)检测氧化应激指标的变化，采用实时荧光定量PCR和Western blotting法检测PI3K、AKT、细胞色素C(Cytc)、Caspase-9的mRNA和蛋白的表达。[结果]照后第7天，与对照组相比，各照射组大鼠体重均降低(P <0.05)，并且出现了不同程度的弓背、精神萎靡等症状，IR+HHRW组大鼠较IR组大鼠以上症状明显更轻。行为学检测结果显示：第2～5天IR+HHRW组或IR+LHRW组大鼠相对于IR组逃避潜伏期缩短(P <0.05)，且IR+HHRW组大鼠在第6天撤去平台后到达平台原来位置所用时间减少(P <0.05)。血液学检测结果显示，IR组红细胞(RBC)计数、血红蛋白(HGB)量、白细胞(WBC)计数均降低(P <0.05),IR+HHRW组RBC、HGB、WBC指标均有所改善(P <0.05)。HE染色结果显示：IR+HHRW组较IR组的异常神经细胞数量以及碎裂、溶解的细胞核明显减少，损伤程度更轻。氧化应激指标检测结果显示：IR组抑制自由基能力降低，丙二醛(MDA)水平增高(P <0.01);LHRW干预后，MDA水平降低(P <0.05);HHRW干预后，SOD活力升高(P <0.05)。TUNEL染色结果显示：IR+HHRW组凋亡信号较IR组稀疏。实时荧光定量PCR结果显示：与IR组相比，IR+HHRW组和IR+LHRW组PI3K、AKT的mRNA表达水平升高(P <0.05)，而Cytc和Caspase-9的mRNA表达水平降低(P <0.05)。Western blotting结果显示：与IR组相比，IR+HHRW组磷酸化AKT(pAKT)表达量增加(P <0.05)，而Caspase-9和Cytc蛋白表达量降低(P <0.05)。[结论]富氢水干预可显著减轻急性放射性脑损伤引起的炎症和氧化应激反应，并减轻神经细胞凋亡，其机制可能与调控PI3K/AKT/Caspase-9信号通路有关。
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单位中国辐射防护研究院; 山西医科大学
