تطوير وتطبيق نماذج حيوانية لإصابات الجلد الناتجة عن الإشعاع بناء على أشعة سترونتيوم-90 β

Zhenguo Yang; Jiawei Song; Fenghao Geng; Shuai Qu; Bin Song; Xiaoqian Li; Yulu Gan; Daojiang Yu; Shuyu Zhang

doi:10.3791/70010

يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة منهجية

تطوير وتطبيق نماذج حيوانية لإصابات الجلد الناتجة عن الإشعاع بناء على أشعة سترونتيوم-90 β

432 مشاهدات

⸱

DOI:

10.3791/70010

⸱

يناير 27, 2026

Zhenguo Yang¹ , Jiawei Song¹ , Fenghao Geng² , Shuai Qu¹ , Bin Song³ , Xiaoqian Li¹ , Yulu Gan¹ , Daojiang Yu³ , Shuyu Zhang¹^,³^,⁴^,⁵

¹Laboratory of Radiation Medicine, West China School of Basic Medical Sciences & Forensic Medicine, Sichuan University, ²Precision Radiation in Oncology Key Laboratory of Sichuan Province, Radiotherapy Center, Sichuan Clinical Research Center for Cancer, Sichuan Cancer Hospital & Institute, Affiliated Cancer Hospital of University of Electronic Science and Technology of China, ³The Second Affiliated Hospital of Chengdu Medical College, China National Nuclear Corporation 416 Hospital, ⁴School of Medicine, Southwest University of Science and Technology, ⁵Transformation Foundation of Tianfu Jincheng Laboratory

في هذه المقالة

ملخص

هنا، نقدم بروتوكولا لتأسيس نماذج حيوانية قابلة للتكرار لإصابات الجلد الناتجة عن الإشعاع باستخدام إشعاع β السترونشيوم-90 (⁹⁰Sr). يتيح هذا البروتوكول التحقيق في تأثيرات الجرعة والاستجابات الالتهابية في أضرار الإشعاع السطحية، مما يوفر أساسا للدراسات الميكانيكية المستقبلية.

الملخص

إصابات الجلد الناتجة عن الإشعاع هي مضاعفات خطيرة تحدث كثيرا في حالات الطوارئ الناتجة عن الحوادث النووية أو في الوظائف المرتبطة بالإشعاع، مما يستلزم وضع نماذج إصابات موحدة تركز على التخصص للأبحاث الميكانيكية. أشعة غاما التقليدية أو أشعة سينية عالية الطاقة، ذات القدرة القوية على الاختراق، تسبب تلفا للجلد لكنها في النهاية تحفز تفاعلات عميقة معقدة، مما يعيق التحقيقات في التأثيرات السطحية على الجلد. نظرا لخطر تلف الأنسجة السطحية الواضحة من الإشعاع β في سيناريوهات مثل التساقط النووي، طورنا نموذجا حيوانيا معتمدا على مصادر أشعة β السترونشيوم-90 (⁹⁰Sr) لإصابة الجلد الناتجة عن الإشعاع لمعالجة هذا التحدي. يستفيد هذا النموذج من الخاصية الفيزيائية لأشعة β، التي تودع الطاقة بشكل رئيسي في الأنسجة السطحية، مما يتيح محاكاة دقيقة للتأثيرات البيولوجية المحلية الناتجة عن ملامسة المواد الإشعاعية للجلد، مع تجنب الاستجابات النظامية المحتملة الناتجة عن الإشعاع العميق المخترق. توضح هذه الدراسة بشكل منهجي سير العمل بالكامل، بما في ذلك معلمات مصادر الإشعاع ⁹⁰Sr، وبروتوكولات الإشعاع الحيواني، وطرق جمع وتقييم العينات المرضية. يوفر هذا النموذج أداة حيوانية موثوقة لتوضيح الآليات الفسيولوجية المرضية لإصابات الجلد الناتجة عن الإشعاع وتحفيز تطوير التحقيقات الميكانيكية أو الاستراتيجيات العلاجية.

المقدمة

يستخدم الإشعاع المؤين على نطاق واسع في مجالات متعددة، بما في ذلك الطاقة والطب والصناعة والزراعة. بينما يجلب فوائد كبيرة، فإنه يشكل تهديدات مباشرة ومحتملة لصحة الإنسان، خاصة للعاملين في العمل ومرضى السرطان ^1,2. نظرا لأن الجلد هو أكبر عضو في الجسم ويشكل غطاءه الخارجي، فإنه لا مفر منه كهدف أساسي عند تعرضه للإشعاع المؤين. يتكون الجلد من البشرة والأدمة والأنسجة تحت الجلد، ويؤدي وظائف فسيولوجية لا غنى عنها. ومع ذلك، لا تزال الآليات الكامنة وراء إصابات الجلد الناتجة عن الإشعاع والاستراتيجيات الفعالة للوقاية والعلاج غير واضحة بشكل كاف. لذلك، هناك حاجة ملحة لنموذج تجريبي موحد وقابل للتكرار يستهدف بشكل خاص إصابات الجلد الناتجة عن الإشعاع في الطبقة السطحية، ويكون مناسبا للدراسات الميكانيكية والتدخلية. وبالتالي، ولتطوير البحث في هذا المجال، نجحنا في تأسيس نموذج حيواني جديد لإصابات الجلد الإشعاعية.

في الدراسات التقليدية، يستخدم الإشعاع عالي الطاقة، مثل الأشعة السينية أو الأشعة γ، عادة لتحفيز نماذج إصابات الجلد ^3,4. تتمتع هذه الأنواع من الإشعاع بقدرة اختراق عالية، مما يسمح لها بالتفاعل بسهولة مع الأنسجة والأعضاء تحت الجلد والأعمق. وبالتالي، وأثناء تحفيزها على تلف الجلد، فإنها أيضا تحفز استجابات واسعة النطاق في الأنسجة الأعمق، مما يؤثر على خصوصية النموذج في البحث البشري ويعقد بشكل كبير تفسير النتائج⁵. يمثل هذا النقص في خصوصية الأنسجة قيدا كبيرا عندما يكون الهدف الأساسي من البحث هو دراسة إصابات الإشعاع المقيد بالجلد بدلا من تأثيرات الإشعاع الجهازي.

على النقيض من ذلك، طورنا نموذجا أكثر تحديدا وتطويرا لإصابات الجلد، مستفيدا من خصائص إشعاع السترونشيوم-90 (⁹⁰Sr) β، أي انخفاض طاقته ومحدودية اختراقه للأنسجة. أظهرت الأبحاث أن الضرر الناتج عن أشعة β يقتصر بشكل رئيسي على الطبقات الجلدية والجلدية^{في الجلد}، مما يقلل فعليا من التداخل الناتج عن استجابة الأنسجة العميقة. مقارنة بنماذج الإشعاع عالية الاختراق، يسمح هذا النهج بتحديد مواقع دقيقة للإصابة، وتقليل تدخل الأعضاء الحشوية، وتحسين قابلية تفسير التغيرات المرضية والالتهابية الخاصة بالجلد. بالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام أشعة β لإنشاء نموذج لالتهاب الجلد المشع مبرر أيضا من خلال اعتبارات حاسمة للتهديدات الواقعية المحتملة. تظهر الدروس من حادث تشيرنوبيل النووي أن التعرض الخارجي عالي الجرعة لجزيئات β يمكن أن يؤدي إلى حروق β شديدة وحتى إصابات قاتلة^. علاوة على ذلك، هناك أيضا مخاطر صحية محتملة طويلة الأمد تسببها الإشعاع β من ملوثات الإشعاع ^8,9.

لاستكشاف هذه الآليات، يعد اختيار مناسب ليتعرض للإشعاع بالأشعة β أمرا بالغ الأهمية أيضا. بينما تم استخدام الميني بيغ بنجاح في إنشاء نماذج إصابات جلدية ناتجة عن أشعة β¹⁰^،¹¹، فإن تطبيقها العام في الأبحاث أقل محدودة مقارنة بالفئران. علاوة على ذلك، من السمات الرئيسية لجلد الفأر كثافة بصيلات الشعر العالية، مما يجعله نموذجا مناسبا لاستكشاف تأثيرات الإشعاع على الأطراف الجلدية في دراسة إصابات الجلد الناتجة عن الإشعاع. لذا، فإن استخدام نموذج الفأرة له مزايا ملحوظة. بالإضافة إلى ذلك، تقدم نماذج الفئران مزايا عملية، منها تكلفة أقل، وإنتاجية أعلى، وقابلية للتلاعب الجيني، وتوافق أوسع مع التحليلات الجزيئية والمناعية، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص للدراسات الميكانيكية والفحص التدخلي.

السيتوكينات الالتهابية هي جزيئات صغيرة نشطة بيولوجيا أو بروتينات تفرزها خلايا مناعية وغير مناعية، وتصنف بشكل عام على أنها مضادة للالتهاب أو مضادة للالتهابات. في تلف الجلد الناتج عن الإشعاع المؤين، تعتبر هذه السيتوكينات المحركات الرئيسية. في الواقع، هذا الضرر هو في الأساس مرض التهابي غير مسيطر عليه، يتم تنظيمه أساسا بواسطة شبكة من السيتوكينات والكيموكينات¹². يعد IL-6 وسيطا رئيسيا للالتهابات وأحد السيتوكينات الحيوية المشاركة في الاستجابات الالتهابية الحادة للإشعاع والعدوى 13,14,15. أظهرت الدراسات الحديثة أن الإشعاع ينشط مسار إشارات IL-6/STAT3 ويشيخة الخلية، مما يعزز تسرب الخلايا المناعية ويساهم في التهاب الجلد الإشعاعي، والتهاب الجلد،^وتساقط الشعر. ومن المثير للاهتمام أنه يظهر أيضا تأثيرات الحماية الإشعاعية في سياقات محددة^17,18. على النقيض من ذلك، يعد IL-10 منظما مهما لمضادات الالتهاب. تشمل وظائفه الحد من الاستجابات الالتهابية المفرطة، وتعزيز المناعة الفطرية، وتعزيز آليات إصلاح الأنسجة، والحفاظ على توازن الأنسجة أثناء العدوى ^{والالتهاب.} غالبا ما يعمل IL-10 بالتزامن مع IL-6، مما يظهر تأثيرات مفيدة في تعزيز شفاء الجروح الجلدية، وتقليل تكوين الندبات، وتخفيف بعض الحالات الجلدية²¹^، ²²، ²³. بينما أظهرت الأبحاث الحالية أن IL-6 وIL-10 يستجيبان للإشعاع والتعرض للأشعة فوق البنفسجية على التوالي¹⁶^، ²⁴^، ²⁵، لا تزال استجابتهما لإشعاع β غير واضحة.

باختصار، تهدف هذه الدراسة إلى إنشاء نموذج فأر مستقر وقابل للتكرار لإصابة الجلد الناتجة عن الإشعاع الناتج عن ⁹⁰Sr β إشعاع. هذا النموذج مناسب بشكل خاص للدراسات التي تركز على إصابات الإشعاع الجلدي، وسيناريوهات التعرض للإشعاع β، وتنظيم الالتهابات، وتلف الزوائد الجلدية، وإعادة تشكيل الأنسجة على المدى الطويل. ومع ذلك، لا يقصد به تقليد العلاج الإشعاعي للأورم العميق أو الصلب، الذي يتطلب عادة إشعاعا شديد الاختراق مثل الأشعة السينية أو الأشعة γ. نقدم إجراءات إنشاء النماذج والتحقق المنهجي من جدوى النموذج من خلال تقييمات متعددة المستويات، بما في ذلك درجة إصابات الإشعاع، والفحص النسيجي، والتعبير الجزيئي للسيتوكينات الرئيسية (IL-6 و IL-10). سيساعد التحليل الديناميكي لهذه المعايير في توضيح الأدوار التنظيمية ل IL-6 وIL-10 في عملية الإصابة، مما يوفر أساسا تجريبيا قويا ومرجعا نظريا لتطوير استراتيجيات التدخل المستهدف في المستقبل.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

تمت مراجعة جميع الإجراءات التجريبية التي تشمل والموافقة عليها من قبل لجنة أخلاقيات التجارب الحيوانية في كلية غرب الصين للعلوم الطبية الأساسية والطب الشرعي (تشنغدو، الصين).

1. تحضير

إسكان وتجميعها
1. خصص اثنتي عشرة فأرا أنثى بدرجة SPF من نوع C57BL/6J (نطاق الوزن: 18–25 جرام، العمر: 3 أشهر) إلى أربعة أقفاص مهواة عادية ووزعها عشوائيا إلى أربع مجموعات (n=3) للتعرض لجرعات مختلفة من الإشعاع الخارجي (مجموعة ضابطة غير مشعة وثلاث مجموعات تجريبية من الإشعاع).
2. حافظ على جميع على دورة ضوئية وظلامية مدتها 12 ساعة مع إمكانية الوصول إلى طعام القوارض والماء القياسي.
3. استخدم علامات الأذن المرقمة لتحديد كل فأر بشكل فريد والتمييز بين مجموعات التجريب.
4. السماح للحيوانات التجريبية بالتأقلم مع البيئة الجديدة لمدة 3 أيام قبل الإجراءات التالية.
5. ضع فأر واحد من نوع سبراج داولي (SD) (العمر: شهران؛ وزن: حوالي 160 جم) في نفس الظروف.
التخدير
1. تخدير الفئران عن طريق الحقن داخل الصفاق بمحلول 1.25٪ من تريبروموإيثانول. لضمان التخدير الآمن، احسب حجم الحقن بناء على وزن الجسم، مع إعطاء 15–20 مل/كجم من وزن الجسم، وفقا للمعايير المرجعية المعتمدة.
تحضير موقع الإشعاع
1. بعد التخدير، قم بإزالة الفراء فوق موقع الإشعاع الظهري المقصود باستخدام مقص كهربائي.
2. باستخدام قلم قلم أحمر وقالب صلب جاهز مسبقا بقطر حوالي 3 سم، حدد منطقة دائرية للإشعاع على الجلد الظهري المحلوق.
  ملاحظة: لا تستخدم كريمات إزالة الشعر، لأنها قد تسبب تهيج الجلد وقد تغير البنية النسيجة، مما يربك نتائج التجريب.

2. حساب الجرعة للإشعاع

ملاحظة: يصدر ⁹⁰Sr أشعة β عالية الطاقة من خلال تحلله إلى ⁹⁰Y (الشكل 1A). أشعة β لديها أداء ضعيف في الاختراق، وغالبا ما تؤثر فقط على البشرة. يتطلب تحديد وقت الإشعاع الدقيق للفئران حساب معدل الجرعة الممتصة (D, cGy/s).

احسب ثابت التحلل (λ) من نصف العمر الفيزيائي (T1/2) باستخدام الصيغة:
T1/2 ≈ 0.693/λ
نظرا لأن نصف عمر ⁹⁰Sr هو حوالي 28.6 سنة، فإن λ ≈ 0.02423 سنة ¹.
احسب عدد النظائر المشعة (N) باستخدام الصيغة التالية:
A = λ N
حيث:
ج: النشاط الإشعاعي (mCi)
N: عدد النظائر المشعة بعد الزمن t (سنوات)
مع النشاط الإشعاعي الأولي A₀= 30 mCi (1 Ci = 3.7x10¹⁰ Bq) وλ ≈ 0.02423،
N₀= A₀/λ = 1238.13454
ثم، نطبق قانون تحلل الإشعاع العام، أي أن عدد النظائر المشعة ينخفض بشكل أسي مع مرور الوقت:
dN/dt = -λ N
التكامل يعطي:
N = N₀ ^е-λ^t
حيث:
N₀: العدد الأولي للنظائر المشعة عند t = 0
N: عدد النظائر المشعة المتبقية بعد الزمن t
وأخيرا، احسب معدل الجرعة الممتصة D بوحدة cGy/s باستخدام الصيغة التالية:
صيغة التحويل لمعدل الجرعة الممتصة لجهاز تطبيق ⁹⁰ ^Sr-90Y:
D = [(A×1770/S) ×(E⁹⁰_Y/E³²_P) ×Fm] /3600 = (A/S) ×0.6347
حيث
D: معدل الجرعة الممتصة (cGy/s)
ج: ميليكوري (mCi)
S: المساحة (سم²)
1770: ثابت التأين ل ³²P
E⁹⁰_Y:متوسط الطاقة = 0.93 MeV
E³²_P:متوسط الطاقة = 0.693 MeV
FM: عامل التحول من التعرض إلى الجرعة (0.962)
3600: عامل تحويل ساعة إلى ثانية
ملاحظة: يتم تلخيص حسابات ^{معامل 90}Sr في الجدول 1. يوضح المثال في الحساب أدناه:
في 3 مارس 2023:
القطر الخارجي للجهاز = 3 سم، القطر الداخلي = 2.47 سم، نصف القطر = 1.235 سم، النشاط الإشعاعي A = 30 mCi
S = π ×1.235²
D=(A/S) ×0.6347 ≈ 3.9738 cGy/s
في 3 نوفمبر 2023 (t = 0.583 سنة بعد ذلك):
N(t) = N₀ ^е-λt= 1238.13454×^{e-0.02423×0.583}≈ 1220.7675
A(t) = λN(t) = 0.02423×1220.7675 ≈ 29.579 mCi
D = (A/S) ×0.6347 ≈ 3.918 cGy/s
بعد t = 2.25 سنة:
N = N₀ ^е-λt≈ 1238.13454×^{e-0.02423×2.25}≈ 1172.4391
A = λN ≈ 0.02423×1172.4391 ≈ 28.408 mCi
D = (A/S) ×0.6347 ≈ 3.7629 cGy/s
احسب زمن الإشعاع لكل مجموعة جرعة بناء على البيانات التي تم الحصول عليها (انظر الجدول 2).

3. الإشعاع

ملاحظة: على الرغم من أن أشعة β المنبعثة من ⁹⁰Sr لها اختراق محدود، وعادة ما تؤثر فقط على طبقة البشرة (الشكل 1D)، إلا أنها لا تزال تشكل مخاطر محتملة على صحة الإنسان. تأكد من أن جميع الإجراءات التي تشمل ⁹⁰مصدر Sr تتبع التدابير الوقائية المناسبة لتقليل التعرض للإشعاع للمشغلين والبيئة. يجب على المشغلين إكمال تدريب متخصص على التعامل مع مصادر الإشعاع. تلتزم إجراءات التعامل واستخدام مصادر الإشعاع بدقة بالمعايير الدولية الموضحة في توصيات اللجنة الدولية للحماية الإشعاعية لعام 2007 (منشور ICRP رقم 103).

التحضير قبل الاستخدام: قدم طلبا لاستخدام المصدر ⁹⁰Sr. بعد موافقة المشرف، اجمع مفتاح المختبر ورمز تعطيل نظام الإنذار.
جهز جميع المواد المطلوبة، بما في ذلك الفئران ذات المناطق الظهرية المحلوقة والمعلمة، وحقن بحجم 1 مل، ومحلول تريبروموإيثانول، وغلاف بلاستيكي من نوع غذاء، ومؤقتات، وشريط لاصق، وألواح رغوية.
المعالجة المبدئية للفئران
1. تخدير الفئران عن طريق حقن محلول تريبروموإيثانول داخل الصفاق (انظر الخطوة 1.2).
2. بعد أن يحصل على التخدير الكامل، ضع الجزء العلوي من ظهر الفأر على لوح صلب، وغط سطحه الظهري بغلاف بلاستيكي، وثبت الغلاف بشريط لاصق.
إجراء الإشعاع
1. ادخل غرفة مصدر الإشعاع، عطل نظام الإنذار، ارتد معدات الحماية (بدلة حماية، قبعة، نظارات، ومقياس جرعة شخصي)، ثم استرجع مصدر ⁹⁰Sr من الدرع الرئيسي.
2. ثبت قضيبا معدنيا على المقبض العلوي للمصدر لرفع وتحريك جهاز التطبيق.
3. لمحاكاة إصابات الجلد الناتجة عن β الإشعاع ذات الصلة بالحوادث النووية أو التعرض المهني، ضع سطح الإصدار (الشكل 1B) لجهاز تطبيق ⁹⁰Sr فوق المنطقة الظهرية المحلوقة للفأر المخدر (الشكل 1C). ابدأ المؤقت فور وضعه. بعد المدة المحددة مسبقا بالضبط، قم بسحب المطبق وتخزينه مؤقتا في وعاءه الأصلي.
  تحذير: لا تواجه أبدا مؤخرة الشخص المتخصص.
4. أعد مصدر ⁹⁰Sr إلى درع الرصاص بعد الاستخدام.
  ملاحظة: بالنسبة لمجموعة 10 Gy×5، يجب التشعيع مرة يوميا لمدة 5 أيام متتالية لتحقيق جرعة إجمالية تبلغ 50 Gy.
خطوات ما بعد الإشعاع
1. أكمل سجل فحص مصدر الإشعاع وسجل استخدام مصدر الإشعاع، وأعد تفعيل نظام الإنذار، وأقفل الباب، وأعيد المفتاح، وأبلغ عن حالة المصدر.
2. جمع جميع النفايات المشعة الناتجة أثناء العملية والتخلص منها وفقا لإرشادات المؤسسة.

4. درجات إصابات الإشعاع

قيم تقدم تلف الجلد لدى الفئران بفحص موقع الإشعاع كل يومين إلى ثلاثة أيام خلال المرحلة الأولى. عند ملاحظة أي مظهر غير طبيعي للجلد، زد تكرار التقييم إلى يومي. بمجرد استقرار تقدم الآفات، أعد فترة التقييم إلى كل 2-3 أيام.
ملاحظة: خلال العملية بأكملها، خضعت مجموعة الضبط غير المشعة لنفس الإجراءات التي خضعت للمجموعات المشعة، بما في ذلك التقييم اللاحق وجمع الأنسجة. من المقرر أن تتزامن فترات أخذ العينات لمجموعات الضابطة مع مرحلة تقدم إصابة الجلد في المجموعات المعرضة للإشعاع.
قم بتصوير المناطق الجلدية المشعة بشكل دوري وتقييم حالة التهاب الجلد الناتج عن الإشعاع في ظهر الفأر.
قم بتقييم تفاعلات الجلد داخل المجال المشع باستخدام مقياس موثق (انظر الجدول 3).
ملاحظة: عند تقييم الإصابات، اطلب من ثلاثة محققين إجراء تقييمات عمياء بشكل مستقل دون معرفة جرعة الإشعاع. استند التقييم إلى خصائص الجرح السائدة وفقا للمعايير المحددة. حدد النتيجة النهائية بالإجماع، مع الاعتراف بأن بعض الجروح قد لا تتطابق تماما مع كل وصف في نظام التقييم، لكنها لا تزال تعكس المرض الأساسي.

5. أخذ العينات والتلوين

الحصول على نسيج الجلد: في الأيام 13 و19 و27 و32 بعد الإشعاع، اجمع خزعات الجلد الكاملة الكثافة بشكل متكرر من فئران في كل مجموعة علاج، ضمن مجال الإشعاع الدائري المحدد مسبقا.
1. تخدير الفئران عن طريق الحقن داخل الصفاق لمحلول تريبروموإيثانول (15–20 مل/كجم) كما في الخطوة 1.2.
2. عقم منطقة الجراحة بنسبة 75٪ كحول. ثم استخدم ملقط دقيق معقم لتثبيت الجلد المستهدف.
3. قم باستئصال عينة جلد كاملة السمك بحوالي 0.5 سم² عموديا باستخدام مقص جراحي على طول منطقة الانتقال بين الأنسجة التالفة، لضمان احتواء المنطقة المصابة المركزية. امسك المقص بشكل عمودي على سطح الجلد وقم بتمديد القطع إلى الطبقة اللفافية تحت الجلد.
4. ضع النسيج المقطود فورا في بارافورمالديهايد 4٪ للتثبيت.
5. اضغط بلطف على الجرح لعلاج التوستي. في كل جلسة أخذ عينات، اتبع استراتيجية الانتقال من أحد الاتجاهات الأربعة نحو مركز حقل الإشعاع.
التلوين الأنسجي والفلوري المناعي
ملاحظة: تم إجراء صبغة H&E والتلوين المناعي بمساعدة مزود خدمة تجاري (سيرفسبيو بيوتكنولوجي، ووهان، الصين) وفقا لبروتوكولاتهم المحسنة المعيارية.
1. قم بإجراء تلوين بالهيماتوكسيلين والإيوسين (H&E) على عينات الجلد التي تم جمعها في جميع النقاط الزمنية الأربع (الأيام 13، 19، 27، و32 بعد الإشعاع).
  1. أولا، قم بإدخال عينات الأنسجة الثابتة في البارافين وإنشاء مقاطع نسيجية.
  2. قم بإزالة الشمع والترطيب عن طريق غمر الأقسام بشكل متسلسل في سائل شفاف من إزالة الشمع الصديقة للبيئة (20 دقيقة)، ومحلول إزالة الشمع الشفاف من البيئة (20 دقيقة)، والإيثانول اللامائي I (5 دقائق)، والإيثانول اللامائي II (5 دقائق)، و75٪ إيثانول (5 دقائق)، ثم شطفه بماء الصنبور.
  3. عالج جميع الأقسام بمحلول التلوين المستمر HD لمدة دقيقة واحدة. ثم صبغ محلول الهيماتوكسيلين لمدة 3–5 دقائق، ثم شطفه بماء الصنبور.
  4. بعد ذلك، اغمر الأقسام في محلول تمايز الهيماتوكسيلين وشطفها مرة أخرى بماء الصنبور. ثم عالجها بمحلول الهيماتوكسيلين الأزرق ثم شطف آخر.
  5. بعد ذلك، ضع مقاطع بإيثانول بنسبة 95٪ لمدة دقيقة واحدة وصبغ مضاد بصبغة الإيوزين لمدة 15 ثانية.
  6. بعد ذلك، جفف الأقسام باستخدام سلسلة من الإيثانول المطلق (ثلاث تغييرات، دقيقتان لكل منها)، وبوتانول عادي (تغييرين، دقيقتين لكل منهما)، والزيلين (تغييرين، دقيقتين لكل منهما)، وأخيرا غلبها بعلكة محايدة.
2. قم بإجراء صبغة فلورية مناعية لرؤية السيتوكينات الالتهابية IL-6 وIL-10.
  ملاحظة: استنادا إلى تقدم الإصابة بشكل عام، تم الحصول على بعض الأنسجة في اليوم 13، عندما بدأت الآفات المرئية بالظهور، واليوم 27، عندما تستقر تطورات الإصابة وتظهر علامات التعافي، لرؤية التلوين المناعي الفلوري لرؤية السيتوكينات الالتهابية IL-6 وIL-10.
  1. قم بإزالة البارارافين وإعادة ترطيبها باستخدام الزيلين (ثلاث تغييرات، 10 دقائق لكل منها) والإيثانول المدرج (ثلاث تغييرات من الإيثانول النقي، 5 دقائق لكل منها)، ثم اشطفها بالماء المقطر.
  2. لاسترجاع المستضدات، سخن الشرائح في محلول إصلاح مستضدات حمض الستريك 1× (pH 6.0) عند درجة حرارة 70°C لمدة 20 دقيقة. اترك الشرائح تبرد طبيعيا، ثم اغسلها في PBS (pH 7.4) على شاكر مزيل اللون (ثلاث غسلات، 5 دقائق لكل منها).
  3. بعد ذلك، ضع 3٪ من BSA لحجب الارتباط غير النوعي في درجة حرارة الغرفة لمدة 30 دقيقة.
  4. جهز وطبق محلول أجسام مضادة أولية مختلطة يحتوي على مضاد IL-6 (1:3000) ومضاد IL-10 (1:2000)، ثم حضانة الأقسام عند 4°C طوال الليل في غرفة رطبة.
  5. في اليوم التالي، اغسل الشرائح ب PBS (ثلاث مرات، 5 دقائق لكل مرة) وحضن الأجسام المضادة الثانوية المناسبة في درجة حرارة الغرفة لمدة 50 دقيقة في الظلام.
  6. بعد الغسل في PBS (ثلاث مرات، 5 دقائق لكل مرة)، ضع صبغة مضادة على النوى ب DAPI لمدة 10 دقائق في الظلام. ثم اغسله مرة أخرى ب PBS (ثلاث مرات، 5 دقائق لكل مرة)، وعالج بجهاز التوهج الذاتي لمدة 5 دقائق، ثم اشطفه تحت الماء الجاري لمدة 10 دقائق.
  7. وأخيرا، تركيب أغطية الغطاء باستخدام وسط تثبيت مضاد للتلاشي.
التحليل الكمي
1. استخدم برنامج Image J لقياس سمك البشرة من الأقسام الملونة ب H&E.
  1. قم بمعايرة مقياس الصورة في الصورة J عن طريق تتبع شريط المقياس باستخدام أداة الخط المستقيم وضبط الطول المعروف في مقياس التحليل > التقطيع.
  2. ثم اذهب إلى تحليل أدوات > > مدير العائد على الاستثمار لتحديد المناطق التي تهمك وإضافتها إلى مدير العائد على الاستثمار.
  3. أخيرا، اضغط على قياس في مدير العائد على الاستثمار للحصول على الأطوال الفعلية.
2. استخدم برنامج Image J لقياس متوسط شدة التألق المناعي ل IL-6 و IL-10.
  1. استيراد الصورة وتقسيم القنوات عبر الصورة > الألوان > القنوات المقسمة. ثم اختر القناة المقابلة للفلورة المستهدفة (مثلا، الأحمر ل IL-6، والأخضر ل IL-10).
  2. طبق العتبة التلقائية تحت Image > Adjust > Auto-Threshold > Try All. في نافذة العتبة، اختر الخوارزمية المثلى وقم بضبط شريط التمرير يدويا ليطابق الفلورة الفعلية.
  3. اضبط القياسات تحت تحليل قياسات > مجموعة من خلال التحقق من متوسط القيمة الرمادية وتمكين الحد إلى العتبة.
  4. وأخيرا، نفذ تحليل > قياس للحصول على بيانات الشدة.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

نتائج الفحص البدني
تعرضت الفئران لإشعاع β من مصدر ⁹⁰Sr بثلاثة أنظمة جرعة مختلفة: 0 Gy، 25 Gy، 10 Gy×5 Fraction، و50 Gy. أجريت تقييمات متزامنة في الموقع لتوثيق تقدم تلف الجلد حتى استقرار تقدم الإصابة. أظهرت نتائج التجارب أن ⁹⁰جرعة من الإشعاع Sr β تسبب في إصابة جلدية ناجمة عن الإشعاع عبر جميع الفئات، ودرجة الإصابة تعتمد على جرعة الإشعاع. بغض النظر عن الجرعة أو التجزئة، بدأت الآفات الظاهرة تظهر بين اليومين 12 و14، تلتها تقدم سريع. الخصائص الأولية تمثل تساقط الشعر وإزالة الحرشف. بلغ ...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

عند تأسيس نموذج حيواني لإصابة الجلد الإشعاعي، استخدمنا النظائر المشعة ⁹⁰Sr طويلة العمر كمصدر لإشعاع β. شكل الحساب الدقيق لمعدل جرعة الإشعاع ووقت الإشعاع خطوة حاسمة في نجاح تطوير هذا النموذج. تم توثيق التطبيق السريري ل ⁹⁰Sr في علاج الأورام، حيث حصلت موثوقيتها على بعض التحقق الجزئي^{من 27,28}. بينما يمكن لنويدات مشعة β أشعة أخرى (مثل ³²P ^و204Tl) أن تكون مصادر إشعاع محتملة، تم ^{اختيار 90<...}

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

يعلن المؤلفون أنه لا توجد لديهم مصالح مالية متنافسة معروفة أو علاقات شخصية قد تكون أثرت على العمل المبلغ عنه في هذه الورقة.

شكر وتقدير

يدعم هذا العمل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (U25A20151، 82473574، و 82203973)، ومشروع الابتكار الرئيسي من مقاطعة شيزانغ (XZ202501ZY0131)، ومؤسسة التحول في مختبر تيانفو جينتشنغ (2025ZH006).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسم	الشركة	رقم فهرسي	التعليقات
ضد IL-6 Rabbit pAb	سيرفيسبيو	GB11117	التلوين بالفلورة المناعية
ضد IL-10 Rabbit pAb	سيرفيسبيو	GB11108	التلوين بالفلورة المناعية
محلول إصلاح مستضدات حمض الستريك (PH6.0)	سيرفيسبيو	G1202	التلوين بالفلورة المناعية
مجفف	ديابات	دوناتيلو	H& الإستروجين والتألق المناعي التلوين
رقمي الكاميرا	القانون	EOS 70D	وثق تطور إصابة الجلد أثناء التجربة
حقنة معقمة قابلة للتخلص من مرة واحدة	مصنع محترف للأجهزة الطبية المعقمة القابلة للتصرف.	GB20163140107	للحقن داخل الصفاق
قفاز لاتكس قابل للاستخدام مرة واحدة	ميديكوم	1186	الحماية
سائل شفاف لإزالة الشمع الصديق للبيئة	سيرفيسبيو	G1128-1L	H& الإستروجين والتألق المناعي التلوين
منصة مجمدة	شركة ووهان جونجي للإلكترونيات المحدودة	JB-L5	H& E التلوين
هيماتوكسيلين-إيوزين (H&) ه) مجموعة صبغة HD ثابتة	سيرفيسبيو	G1076	H& E التلوين
الصورة ج	المعاهد الوطنية	معالجة الصور	تمكين قياس دقيق لبيانات التلوين النسيجي
المئزر الرصاصي	شركة شاندونغ أوريشين للحماية من الإشعاع المحدودة.	لا يوجد	حماية الأفراد من التعرض للإشعاع
قلم PAP حاجب السوائل	سيرفيسبيو	G6100	التلوين بالفلورة المناعية
فيلم طبي	3M	10163337409520	منع تلوث مصدر الإشعاع بواسطة الأسطح البيولوجية
علكة محايدة	SCRC	10004160	H& E التلوين
نووية الإشعاع الكاشف	FNIRSI	100128262296	مراقبة فورية لمستويات الإشعاع المحيط حول المشغل لضمان سلامة الأفراد
بارافورمالديهايد ثاقب (4٪)	بايوشارب	BL539A	إصلاح عينات نسيج الجلد
مقطع علم الأمراض	شركة شنغهاي ليكا للآلات المحدودة	RM2016	H& الإستروجين والتألق المناعي التلوين
آلة تضمين البارافين	إلكترونيات ووهان جونجيه	JB-P5	H& الإستروجين والتألق المناعي التلوين
سترونتيوم-90	شركة مساهمة مساهمة لمعهد الراديوم خلوبين (معهد الراديوم المساهمة المشتركة، روسيا)	لا يوجد	توفير أشعة &بيتا;-
تريبروموإيثانول	شركة نانجينغ أيبي للتكنولوجيا الحيوية المحدودة	M2910	تخدير الفئران
مجفف حمام الماء والزلاجات	معدات تشجيانغ جينخوا كيدي الآلية	KD-P	H& الإستروجين والتألق المناعي التلوين

المراجع

Talapko, J., et al. Health effects of ionizing radiation on the human body. Medicina (Kaunas). 60 (4), 653(2024).
Wucherer, M., Loose, R. occupational exposure to radiation. Radiologe. 45 (3), 291-302 (2005).
Du, Y., et al. Heavy ion and x-ray irradiation alter the cytoskeleton and cytomechanics of cortical neurons. Neural Regen Res. 9 (11), 1129-1137 (2014).
Jameus, A., Kennedy, A. E., Thome, C. Hematological changes following low dose radiation therapy and comparison to current standard of care cancer treatments. Dose Response. 19 (4), 15593258211056196(2021).
Chen, X., et al. Autophagy gene atg7 regulates the development of radiation-induced skin injury and fibrosis of skin. Skin Res Technol. 29 (6), e13337(2023).
Hopewell, J. W., Sieber, V. K., Heryet, J. C., Wells, J., Charles, M. W. Dose- and source-size-related changes in the late response of pig skin to irradiation with single doses of β-radiation from sources of differing energy. Radiat Res. 133 (3), 303-311 (1993).
Samoylov, A. S., Bushmanov, A. Y., Galstyan, I. A. Medical management: Major lessons learned from the Chernobyl accident (the review). J Radiol Prot. 41 (3), (2021).
Junk, A. K., et al. long-term radiation damage to the skin and eye after combined beta- and gamma- radiation exposure during the reactor accident in chernobyl. Klin Monbl Augenheilkd. 215 (6), 355-360 (1999).
Kim, G., Choi, S. D., Lim, J. M., Kim, H. Strontium-90 levels in seawater southeast of jeju island during 2021-2023. Mar Pollut Bull. 193, 115258(2023).
Kim, J. S., et al. β-irradiation (166ho patch)-induced skin injury in mini-pigs: Effects on NF-κB and COX-2 expression in the skin. J Vet Sci. 16 (1), 1-9 (2015).
Burnett, L. R., et al. Biomolecular analysis of beta dose-dependent cutaneous radiation injury in a porcine model. Radiat Res. 192 (2), 145-158 (2019).
Ryan, J. L. Ionizing radiation: The good, the bad, and the ugly. J Invest Dermatol. 132 (3 Pt 2), 985-993 (2012).
Müller, K., Meineke, V. Radiation-induced alterations in cytokine production by skin cells. Exp Hematol. 35 (4 Suppl 1), 96-104 (2007).
Nishimura, N., Tohyama, C., Satoh, M., Nishimura, H., Reeve, V. E. Defective immune response and severe skin damage following uvb irradiation in interleukin-6-deficient mice. Immunology. 97 (1), 77-83 (1999).
Tanaka, T., Narazaki, M., Kishimoto, T. Il-6 in inflammation, immunity, and disease. Cold Spring Harb Perspect Biol. 6 (10), a016295(2014).
Paldor, M., et al. Single-cell transcriptomics reveals a senescence-associated il-6/ccr6 axis driving radiodermatitis. EMBO Mol Med. 14 (8), e15653(2022).
Huang, E. Y., Peng, C. T., Wang, C. C. Effects of radiation response modifiers given after lethal whole-abdominal irradiation. Int J Radiat Biol. 94 (3), 289-294 (2018).
Kumari, N., Dwarakanath, B. S., Das, A., Bhatt, A. N. Role of interleukin-6 in cancer progression and therapeutic resistance. Tumour Biol. 37 (9), 11553-11572 (2016).
Ouyang, W., O'garra, A. Il-10 family cytokines il-10 and il-22: From basic science to clinical translation. Immunity. 50 (4), 871-891 (2019).
Saraiva, M., Vieira, P., O'garra, A. Biology and therapeutic potential of interleukin-10. J Exp Med. 217 (1), e20190418(2020).
Singampalli, K. L., et al. The role of an il-10/hyaluronan axis in dermal wound healing. Front Cell Dev Biol. 8, 636(2020).
Short, W. D., et al. Interleukin-10 producing t lymphocytes attenuate dermal scarring. Ann Surg. 274 (4), 627-636 (2021).
Weiss, E., et al. The role of interleukin 10 in the pathogenesis and potential treatment of skin diseases. J Am Acad Dermatol. 50 (5), 657-675 (2004).
Kang, K., Hammerberg, C., Meunier, L., Cooper, K. D. Cd11b+ macrophages that infiltrate human epidermis after in vivo ultraviolet exposure potently produce il-10 and represent the major secretory source of epidermal il-10 protein. J Immunol. 153 (11), 5256-5264 (1994).
Piskin, G., Bos, J. D., Teunissen, M. B. Neutrophils infiltrating ultraviolet b-irradiated normal human skin display high il-10 expression. Arch Dermatol Res. 296 (7), 339-342 (2005).
Kinoshita, K., et al. Cell and tissue damage after skin exposure to ionizing radiation: Short- and long-term effects after a single and fractional doses. Cells Tissues Organs. 200 (3-4), 240-252 (2014).
Niu, B., Zheng, C., Hu, F. Strontium 90 combined with surgery for a patient with giant subungual glomus tumor. Asian J Surg. 46 (10), 4549-4551 (2023).
Russak, O. M., Verganti, S., Berlato, D. Strontium 90 plesiotherapy for the treatment of eyelid squamous cell carcinoma in eight cats. J Feline Med Surg. 24 (6), 524-529 (2022).
Garcia, H., Shubik, P. Epilation and hair greying in hamsters following one single application of beta rays. J Invest Dermatol. 57 (2), 94-99 (1971).
Ungvari, A., et al. Irradiation-induced hair graying in mice: An experimental model to evaluate the effectiveness of interventions targeting oxidative stress, DNA damage prevention, and cellular senescence. Geroscience. 46 (3), 3105-3122 (2024).
Yang, X., Ren, H., Guo, X., Hu, C., Fu, J. Radiation-induced skin injury: Pathogenesis, treatment, and management. Aging (Albany NY). 12 (22), 23379-23393 (2020).
Xiao, Y., et al. Ionizing radiation induces cutaneous lipid remolding and skin adipocytes confer protection against radiation-induced skin injury. J Dermatol Sci. 97 (2), 152-160 (2020).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

الوسوم