Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.

Methodenartikel

Ontwikkeling en toepassing van door straling veroorzaakte huidletsel diermodellen gebaseerd op strontium-90 β-stralen

439 weergaven

⸱

DOI:

10.3791/70010

⸱

27 januari 2026

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
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

In dit artikel

Samenvatting

Hier presenteren we een protocol om reproduceerbare diermodellen van door straling veroorzaakte huidbeschadiging op te stellen met behulp van strontium-90 (90Sr) β-straling. Dit protocol maakt het mogelijk dose-effecten en ontstekingsreacties bij oppervlakkige stralingsschade te onderzoeken, wat een basis vormt voor toekomstige mechanistische studies.

Samenvatting

Door straling veroorzaakte huidschade is een ernstige complicatie die vaak voorkomt bij nucleaire noodgevallen of beroepen gerelateerd aan straling, waardoor gestandaardiseerde, specificiteitsgerichte letselmodellen voor mechanistisch onderzoek worden opgesteld. Conventionele gamma- of hoogenergetische röntgenstralen, met een sterk penetratievermogen, veroorzaken huidbeschadiging maar veroorzaken onvermijdelijk complexe diepweefselreacties, waardoor het onderzoek naar oppervlakkige huideffecten wordt verstoord. Gezien het risico op uitgesproken oppervlakkige weefselbeschadiging door β-straling in scenario's zoals nucleaire fallout, hebben we een strontium-90 (90Sr) β-stralen brongebaseerd diermodel van stralingsgeïnduceerde huidbeschadiging ontwikkeld om deze uitdaging aan te pakken. Dit model maakt gebruik van de fysieke eigenschap van β-stralen, die voornamelijk energie afzetten in oppervlakkige weefsels, waardoor nauwkeurige simulatie mogelijk is van lokale biologische effecten veroorzaakt door contact met de huid van stralingsmateriaal, terwijl de potentiële systemische reacties die door diep doordringende straling worden veroorzaakt, worden vermeden. Deze studie schetst systematisch de gehele workflow, inclusief 90Sr stralingsbronparameterisatie, bestralingsprotocollen voor dieren en methoden voor pathologische monsterverzameling en evaluatie. Dit model biedt een betrouwbaar dierlijk hulpmiddel om de pathofysiologische mechanismen van door straling veroorzaakte huidbeschadiging te verduidelijken en stimuleert de ontwikkeling van mechanistische onderzoeken of therapeutische strategieën.

Inleiding

Ioniserende straling wordt veel gebruikt in meerdere sectoren, waaronder energie, geneeskunde, industrie en landbouw. Hoewel het aanzienlijke voordelen oplevert, vormt het ook directe en potentiële bedreigingen voor de menselijke gezondheid, vooral voor beroepsmedewerkers en kankerpatiënten 1,2. Aangezien de huid het grootste orgaan van het lichaam is en de buitenste bedekking vormt, dient deze onvermijdelijk als het primaire doelwit bij blootstelling aan ioniserende straling. De huid bestaat uit de epidermis, dermis en subcutane weefsels en vervult onmisbare fysiologische functies. De mechanismen achter door straling veroorzaakte huidbeschadiging en effectieve strategieën voor preventie en behandeling daarvan zijn echter onvoldoende opgehelderd. Daarom is er een cruciale behoefte aan een gestandaardiseerd en reproduceerbaar experimenteel model dat zich specifiek richt op door straling veroorzaakte huidbeschadiging in de oppervlakkige laag en geschikt is voor mechanistische en interventionele studies. Daarom hebben we, om onderzoek op dit gebied te bevorderen, met succes een nieuw diermodel van huidschade door straling opgezet.

In conventionele studies wordt hoogenergetische straling, zoals röntgenstralen of γ-stralen, vaak gebruikt om huidletsel te induceren. Deze soorten straling hebben een hoog penetratievermogen, waardoor ze gemakkelijk kunnen interageren met subcutane en diepere weefsels en organen. Daardoor veroorzaken ze, terwijl ze huidschade veroorzaken, ook uitgebreide reacties in diepere weefsels, wat de specificiteit van het model voor huidgericht onderzoek aantast en de interpretatie van resultaten aanzienlijk bemoeilijkt5. Dit gebrek aan weefselspecificiteit vormt een grote beperking wanneer het primaire onderzoeksdoel is om huidbeperkte stralingsschade te onderzoeken in plaats van systemische stralingseffecten.

Daarentegen hebben we een specifieker en verfijnder model voor huidbeschadiging ontwikkeld, waarbij we gebruikmaken van de kenmerken van strontium-90 (90Sr) β-straling, namelijk de lage energie en beperkte weefselpenetratie. Onderzoek heeft aangetoond dat de schade veroorzaakt door β-stralen voornamelijk beperkt is tot de epidermale en dermale lagen vande huid, waardoor interferentie door diepweefselrespons effectief wordt geminimaliseerd. In vergelijking met high-penetration stralingsmodellen maakt deze aanpak een nauwkeurige lokalisatie van het letsel mogelijk, vermindert de betrokkenheid van viscerale organen en een verbeterde interpretatie van huidspecifieke pathologische en inflammatoire veranderingen. Daarnaast wordt het gebruik van β-stralen om een radiodermatitismodel op te stellen ook gerechtvaardigd door kritische overwegingen van potentiële dreigingen in de praktijk. Lessen uit het nucleaire ongeluk van Tsjernobyl tonen aan dat hoge doses externe blootstelling aan β deeltjes kan leiden tot ernstige β brandwonden en zelfs dodelijke verwondingen7. Bovendien bestaan er ook potentiële langetermijngezondheidsrisico's door β-straling door stralingsverontreinigingen 8,9.

Om deze mechanismen te onderzoeken, is het ook cruciaal om een geschikt dier te selecteren dat aan β-straling wordt blootgesteld. Hoewel minipigs met succes zijn gebruikt om modellen voor huidbeschadigingdoor β-rays te vestigen, is hun algemene toepasbaarheid in onderzoek beperkter dan muizen. Bovendien is een belangrijk kenmerk van muishuid de hoge dichtheid van haarzakjes, wat het een geschikt model maakt om de effecten van straling op huidaanhangsels te onderzoeken bij de studie van huidbeschadiging. Het gebruik van een muismodel heeft dus aanzienlijke voordelen. Daarnaast bieden muismodellen praktische voordelen, waaronder lagere kosten, hogere doorvoer, genetische manipuleerbaarheid en bredere compatibiliteit met moleculaire en immunologische analyses, waardoor ze bijzonder geschikt zijn voor mechanistische studies en interventiescreening.

Inflammatoire cytokines zijn biologisch actieve kleine moleculen of eiwitten die worden uitgescheiden door zowel immuun- als niet-immuuncellen, en worden grofweg geclassificeerd als pro-inflammatoire of ontstekingsremmende. Bij huidschade veroorzaakt door ioniserende straling zijn deze cytokines belangrijke drijfveren. In feite is deze schade in wezen een ongecontroleerde ontstekingsziekte, voornamelijk veroorzaakt door een netwerk van cytokines en chemokines12. IL-6 is een belangrijke pro-inflammatoire mediator en een van de cruciale cytokines die betrokken zijn bij acute ontstekingsreacties op straling en infectie 13,14,15. Recente studies hebben aangetoond dat straling de IL-6/STAT3 signaalroute en cellulaire senescentie activeert, waardoor immuuncelinfiltratie wordt bevorderd en bijdraagt aan stralingsdermatitis, huidontsteking en haaruitval16. Interessant genoeg vertoont het ook radiobeschermende effecten onder specifieke contexten17,18. Daarentegen is IL-10 een belangrijke ontstekingsremmende regulator. De functies omvatten het beperken van overmatige ontstekingsreacties, het versterken van de aangeboren immuniteit, het bevorderen van weefselherstelmechanismen en het handhaven van weefselhomeostase tijdens infectie en ontsteking19,20. IL-10 werkt vaak samen met IL-6 en toont gunstige effecten op het bevorderen van huidwondgenezing, het verminderen van littekenvorming en het verzachten van bepaalde dermatologische aandoeningen 21,22,23. Hoewel bestaand onderzoek heeft aangetoond dat IL-6 en IL-10 respectievelijk reageren op straling en ultraviolet blootstelling16, 24, 25, blijven hun reacties op β-straling onduidelijk.

Samenvattend is deze studie bedoeld om een stabiel en reproduceerbaar muismodel vast te stellen van door straling veroorzaakte huidbeschadiging door 90Sr β-straling. Dit model is vooral geschikt voor studies gericht op cutane stralingsschade, blootstellingsscenario's β straling, ontstekingsregulatie, huidschade aan het aanhangsel en langdurige weefselremodellering. Het is echter niet bedoeld om diepweefsel- of solide tumorradiotherapie te repliceren, wat doorgaans zeer doordringende bestraling vereist zoals röntgen- of γ-stralen. We presenteren de procedures voor modelopbouw en voor het systematisch valideren van de haalbaarheid ervan via multi-level assessments, waaronder de stralingsschadescore, histologisch onderzoek en moleculaire expressie van belangrijke cytokines (IL-6 en IL-10). Dynamische analyse van deze parameters zal helpen de regulerende rollen van IL-6 en IL-10 in het letselproces te verduidelijken, waardoor een solide experimentele basis en theoretische referentie wordt geboden voor de ontwikkeling van gerichte interventiestrategieën in de toekomst.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

Alle experimentele procedures met dieren zijn beoordeeld en goedgekeurd door de Animal Experimentation Ethics Committee van de West China School of Basic Medical Sciences & Forensic Medicine (Chengdu, China).

1. Diervoorbereiding

  1. Dierenhuisvesting en groepering
    1. Wijs twaalf SPF-klasse vrouwelijke C57BL/6J muizen toe (gewichtsbereik: 18–25 g, leeftijd: 3 maanden) aan vier standaard geventileerde kooien en verdeel deze willekeurig in vier groepen (n=3) voor blootstelling aan verschillende doses externe bestraling (een niet-bestraalde controlegroep en 3 experimentele bestralingsgroepen).
    2. Houd alle dieren op een licht/donker-cyclus van 12 uur met ad libitum toegang tot standaard knaagdiervoedsel en water.
    3. Gebruik genummerde oorlabels om elke muis uniek te identificeren en onderscheid te maken tussen experimentele groepen.
    4. Laat de proefdieren drie dagen wennen aan de nieuwe omgeving voordat de volgende procedures plaatsvinden.
    5. Plaats één Sprague Dawley (SD) rat (leeftijd: 2 maanden; gewicht: ongeveer 160 g) onder identieke omstandigheden.
  2. Anesthesie
    1. Verdoof de muizen via intraperitoneale injectie van 1,25% tribromoethanoloplossing. Om een veilige anesthesie te garanderen, bereken het injectievolume op basis van het lichaamsgewicht, waarbij 15–20 mL/kg lichaamsgewicht wordt toegediend, volgens vastgestelde referentienormen.
  3. Voorbereiding van de bestralingslocatie
    1. Na de narcose verwijder je de vacht boven de beoogde dorsale bestralingsplaats met behulp van een elektrische knipper.
    2. Met een rode stiftpen en een vooraf voorbereid stijve sjabloon van ongeveer 3 cm in diameter markeer je een cirkelvormig gebied voor bestraling op de afgeschoren dorsale huid.
      OPMERKING: Depilatorische crèmes worden niet gebruikt, omdat ze huidirritatie kunnen veroorzaken en mogelijk de histologische architectuur kunnen veranderen, waardoor de experimentele resultaten worden verstoord.

2. Dosisberekening voor bestraling

OPMERKING: 90Sr zendt hoogenergetische β-stralen uit via zijn verval naar 90Y (Figuur 1A). β-stralen hebben een slechte penetratieprestatie en treffen meestal alleen de epidermis. Nauwkeurige bepaling van de bestralingstijd voor muizen vereist de berekening van de geabsorbeerde dosissnelheid (D, cGy/s).

  1. Bereken de vervalconstante (λ) uit de fysieke halveringstijd (T1/2) met de formule:
    T1/2 ≈ 0,693/λ
    Aangezien de halfwaardetijd van 90Sr ongeveer 28,6 jaar is, ≈ λ 0,02423 jaar-1.
  2. Bereken het aantal radionucliden (N) met de volgende formule:
    A = λ N
    Waar:
    A: Radioactiviteit (mCi)
    N: Aantal radionucliden na tijd t (jaren)
    Met een initiële radioactiviteit A0 = 30 mCi (1 Ci = 3,7x1010 Bq) en λ ≈ 0,02423,
    N0 = A0/λ = 1238,13454
    Pas dan de algemene wet van stralingsverval toe, dat wil zeggen het aantal radionucliden neemt exponentieel af in de tijd:
    dN/dt = -λ N
    Integreren levert:
    N = N0 е-λt
    Waar:
    N0: Beginaantal radionucliden bij t = 0
    N: Aantal radionucliden dat overblijft na tijd t
  3. Tot slot bereken je de geabsorbeerde dosissnelheid, D, in cGy/s met de volgende formule:
    Conversieformule voor de geabsorbeerde dosissnelheid van een 90 Sr-90Y applicator:
    D = [(A×1770/S) ×(E90Y/E32P) ×Fm] /3600 = (A/S) ×0,6347
    Waar
    D: Geabsorbeerde dosissnelheid (cGy/s)
    A: Millicurie (mCi)
    S: Oppervlakte (cm2)
    1770: Ionisatieconstante voor 32P
    E90Y: Gemiddelde energie = 0,93 MeV
    E32P: Gemiddelde energie = 0,693 MeV
    FM: Blootstelling-naar-dosis conversiefactor (0,962)
    3600: Uur-naar-seconde conversiefactor
    OPMERKING: De berekeningen van de 90Sr-parameters zijn samengevat in Tabel 1. Een voorbeeldberekening wordt hieronder getoond:
    Op 3 maart 2023:
    Buitendiameter van de applicator = 3 cm, binnendiameter = 2,47 cm, straal = 1,235 cm, Radioactiviteit A = 30 mCi
    S = π ×1,2352
    D=(A/S) ×0,6347 ≈ 3,9738 cGy/s
    Op 3 november 2023 (t = 0,583 jaar later):
    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
    Na t = 2,25 jaar:
    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
  4. Bereken de bestralingstijd van elke dosisgroep op basis van de verkregen gegevens (zie Tabel 2).

3. Bestraling

OPMERKING: Hoewel β-stralen die door 90Sr worden uitgezonden beperkte penetratie hebben en doorgaans alleen de epidermale laag treffen (Figuur 1D), vormen ze nog steeds potentiële risico's voor de menselijke gezondheid. Zorg ervoor dat alle procedures met 90Sr-bronnen passende beschermingsmaatregelen volgen om stralingsblootstelling aan operators en het milieu te minimaliseren. Operators moeten gespecialiseerde training volgen in het omgaan met stralingsbronnen. De procedures voor het omgaan en gebruiken van stralingsbronnen volgden strikt de internationale normen zoals uiteengezet in de Aanbevelingen van de Internationale Commissie voor Radiologische Bescherming uit 2007 (ICRP Publicatie 103).

  1. Pre-gebruik voorbereiding: Dien een aanvraag in voor gebruik van 90Sr bronnen. Na goedkeuring door de supervisor verzamel je de laboratoriumsleutel en de deactiveringscode van het alarmsysteem.
  2. Bereid alle benodigde materialen voor, waaronder muizen met afgescheurde en gemarkeerde dorsale gebieden, 1 ml spuiten, tribromoethanoloplossing, voedselveilige plasticfolie, timers, tape en schuimplaten.
  3. Muisvoorbehandeling
    1. Verdoven muizen via intraperitoneale injectie van tribromoethanoloplossing (zie stap 1.2).
    2. Zodra de muis volledig gesedeerd is, leg je de muis met de dorsum-up op een stijve plank, bedek het rugoppervlak met plasticfolie en zet je de folie vast met tape.
  4. Bestralingsprocedure
    1. Ga de stralingsbronkamer binnen, schakel het alarmsysteem uit, trek beschermende uitrusting aan (beschermpak, muts, bril en persoonlijke dosimeter) en haal vervolgens de 90Sr-bron uit het loden schild.
    2. Bevestig een metalen staaf aan de bovenste knop van de bronknop om de applicator op te tillen en te bewegen.
    3. Om β huidbeschadiging door straling te simuleren die relevant is voor nucleaire ongelukken of beroepsmatige blootstelling, plaats je het uitzendoppervlak (Figuur 1B) van de 90Sr applicator boven het gemarkeerde afgescheerde dorsale gebied van de verdoofde muis (Figuur 1C). Start de timer direct na plaatsing. Na de vooraf ingestelde duur trekt u de applicator in en bewaart u deze tijdelijk in de oorspronkelijke verpakking.
      VOORZICHTIG: Kijk nooit naar de onderkant van de applicator naar het personeel.
    4. Plaats de 90Sr-bron na gebruik terug in het leidende schild.
      OPMERKING: Voor de groep van 10 Gy×5 moet je één keer dagelijks 5 opeenvolgende dagen bestralen om een totale dosis van 50 Gy te bereiken.
  5. Stappen na bestraling
    1. Voltooi het inspectierapport van de stralingsbron en het logboek van het gebruik van stralingsbron, activeer het alarmsysteem weer, sluit de deur, geef de sleutel terug en rapporteer de status van de bron.
    2. Verzamel al het radioactieve afval dat tijdens de procedure is ontstaan en verwijder het volgens de richtlijnen van de instelling.

4. Scores voor stralingsschade

  1. Beoordeel de progressie van huidschade bij muizen door de bestralingsplaats elke 2–3 dagen te onderzoeken tijdens de beginfase. Verhoog bij observatie van een afwijkend huiduiterlijk de frequentie van de beoordeling naar dagelijks. Zodra de progressie van de laesie is gestabiliseerd, zet het beoordelingsinterval terug naar elke 2–3 dagen.
    OPMERKING: Gedurende het hele proces onderging de niet-bestraalde controlegroep identieke procedures als de bestraalde groepen, inclusief daaropvolgende scoring en weefselverzameling. Bemonsteringstijden voor de controlegroepen worden gepland om samen te vallen met de progressiefase van huidletsel in de bestraalde groepen.
  2. Neem periodiek foto's van de bestraalde huidgebieden en beoordeel de status van door straling veroorzaakte dermatitis op de muisdorsum.
  3. Score huidreacties binnen het bestraalde veld met behulp van een gevalideerde schaal (zie Tabel 3).
    OPMERKING: Laat bij het beoordelen van de verwondingen drie onderzoekers onafhankelijk blinde beoordelingen uitvoeren zonder kennis van de bestralingsdosis. Baseer de score op de overheersende wondkenmerken volgens de vastgestelde criteria. Ken een eindscore toe door consensus, waarbij wordt erkend dat sommige wonden misschien niet perfect overeenkomen met elke beschrijving in het scoresysteem, maar toch de essentiële pathologie weerspiegelen.

5. Bemonstering en kleuring

  1. Huidweefsel verkrijgen: Op dag 13, 19, 27 en 32 na bestraling verzamel u seriële huidbiopten van volledige dikte van muizen in elke behandelgroep, binnen het vooraf gemarkeerde circulaire bestralingsveld.
    1. Verdoof de muizen door intraperitoneale injectie van tribromoethanoloplossing (15–20 mL/kg) zoals in stap 1.2.
    2. Desinfecteer het operatiegebied met 75% alcohol. Gebruik vervolgens steriele fijne tangen om de doelhuid te stabiliseren.
    3. Verwijder een huidmonster van ongeveer 0,5 cm² van een volledige dikte verticaal met chirurgische schaar langs de overgangszone tussen beschadigd weefsel, waarbij wordt gewaarborgd dat het centrale beschadigde gebied wordt opgenomen. Houd de schaar loodrecht op het huidoppervlak en verleng de snede naar de subcutane fasciale laag.
    4. Doe het geoogste weefsel direct in 4% paraformaldehyde voor fixatie.
    5. Oefen zachte druk uit op de wond voor hemostase. Volg voor elke bemonsteringssessie een strategie waarbij je vanuit een van vier richtingen naar het centrum van het bestralingsveld beweegt.
  2. Histologische en immunofluorescentiekleuring
    OPMERKING: H&E- en immunofluorescentiekleuring zijn uitgevoerd met hulp van een commerciële dienstverlener (Servicebio Biotechnology, Wuhan, China) volgens hun standaard geoptimaliseerde protocollen.
    1. Voer hematoxyline- en eosinekleuring (H&E) uit op de huidmonsters die op alle vier de tijdstippen (dag 13, 19, 27 en 32 na bestraling) zijn genomen.
      1. Eerst de gefixeerde weefselmonsters in paraffine inbedden en weefselsecties maken.
      2. Voer dewaxing en hydratatie uit door de secties achtereenvolgens onder te dompelen in Milieuvriendelijke Dewaxing Transparante Vloeistof I (20 min), Milieuvriendelijke Dewaxing Transparante Vloeistof II (20 min), watervrije ethanol I (5 min), watervrije ethanol II (5 min) en 75% ethanol (5 min), en spoel daarna af met kraanwater.
      3. Behandel alle secties met de HD constante kleuringsoplossing voor de behandeling gedurende 1 minuut. Daarna kleurt u 3–5 minuten met de hematoxyline-oplossing, gevolgd door spoelen met kraanwater.
      4. Dompel vervolgens de secties onder in een hematoxyline-differentiatieoplossing en spoel opnieuw af met kraanwater. Behandel ze vervolgens met een hematoxyline-blauwingsoplossing gevolgd door een nieuwe spoeling.
      5. Vervolgens plaats je secties in 95% ethanol gedurende 1 minuut en contrastkleur je met eosinekleurstof gedurende 15 seconden.
      6. Vervolgens droog je de secties met een reeks absolute ethanol (drie wissels, elk 2 min), normale butanol (twee keer 2 minuten per stuk) en xyleen (twee keer 2 minuten per stuk), en sluit je ze tot slot af met neutrale gom.
    2. Voer immunofluorescentiekleuring uit om de ontstekingscytokines IL-6 en IL-10 te visualiseren.
      OPMERKING: Op basis van de algehele progressie van het letsel, selecteer je weefsels die op dag 13 zijn verkregen, wanneer zichtbare laesies begonnen te verschijnen, en dag 27, wanneer de blessureprogressie stabiliseert en tekenen van herstel vertoont, voor immunofluorescentiekleuring om de inflammatoire cytokines IL-6 en IL-10 te visualiseren.
      1. Deparaffiniseer en hydrateer de secties met xyleen (drie wissels, elk 10 min) en gegradueerd ethanol (drie keer puur ethanol, elk 5 minuten), en spoel ze daarna af in gedestilleerd water.
      2. Voor antigeenopwinning verhit je de glaasjes in 1× citroenzuurantigeenreparatieoplossing (pH 6,0) op 70°C gedurende 20 minuten. Laat de glaasjes natuurlijk afkoelen en was ze daarna in PBS (pH 7,4) op een decolorizing shaker (drie wasbeurten, elk 5 minuten).
      3. Breng vervolgens 3% BSA aan om niet-specifieke binding bij kamertemperatuur 30 minuten te blokkeren.
      4. Bereid een gemengde primaire antistofoplossing voor en breng deze aan met anti-IL-6 (1:3000) en anti-IL-10 (1:2000), en incubeer de secties vervolgens een nacht bij 4°C in een bevochtigde kamer.
      5. De volgende dag was je de dia's in PBS (drie keer, 5 minuten elk) en incubeer je met geschikte secundaire antistoffen op kamertemperatuur gedurende 50 minuten in het donker.
      6. Na het wassen in PBS (drie keer, 5 minuten elk), contrasteer je de kernen met DAPI gedurende 10 minuten in het donker. Daarna opnieuw wassen met PBS (drie keer, elk 5 minuten), behandelen met de autofluorescentie-afkoeler 5 minuten en 10 minuten spoelen onder stromend water.
      7. Tot slot monteer je coverslips met antifade montagemedium.
  3. Kwantitatieve analyse
    1. Gebruik Image J-software om de epidermale dikte te kwantificeren van H&E-gekleurde secties.
      1. Kalibreer de beeldschaal in Afbeelding J door de schaalbalk te volgen met het rechte lijngereedschap en de bekende lengte in Analyze > Set Scale in te stellen.
      2. Ga vervolgens naar Analyze > Tools > ROI Manager om de regio's van interesse te selecteren en toe te voegen aan de ROI Manager.
      3. Klik tenslotte op Meten in de ROI Manager om de werkelijke lengtes te krijgen.
    2. Gebruik Image J-software om de gemiddelde immunofluorescentieintensiteit van IL-6 en IL-10 te meten.
      1. Importeer de afbeelding en splits kanalen via Image > Color > Split Channels. Selecteer vervolgens het kanaal dat overeenkomt met de doelfluorescentie (bijv. rood voor IL-6, groen voor IL-10).
      2. Pas auto-thresholding toe onder Image > Adjust > Auto-Threshold > Try All. Selecteer in het Drempelvenster het optimale algoritme en pas handmatig de schuifregelaar aan om overeen te komen met de werkelijke fluorescentie.
      3. Stel metingen in onder Analyseren > Meetmetingen door de Gemiddelde Grijswaarde te controleren en Limiet tot drempel in te schakelen.
      4. Voer tenslotte Analyze > Measure uit om intensiteitsgegevens te verkrijgen.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

Bevindingen van het lichamelijk onderzoek
Muizen werden blootgesteld aan β-straling van een 90Sr-bron bij drie verschillende doseringsschema's: 0 Gy, 25 Gy, 10 Gy×5 fracties en 50 Gy. Gelijktijdige evaluaties ter plaatse werden uitgevoerd om de voortgang van huidschade te documenteren totdat de letselprogressie was gestabiliseerd. De experimentele resultaten toonden aan dat 90Sr β-straling door straling veroorzaakte huidbeschadiging in alle groepen, en de mate van schade hing af ...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

Bij het opstellen van een diermodel van stralingshuidbeschadiging gebruikten we langlevende radionuclide 90Sr als bron van β-straling. Nauwkeurige berekening van de stralingsdosissnelheid en bestralingstijd vormde een cruciale stap in de succesvolle ontwikkeling van dit model. De klinische toepassing van 90Sr in tumortherapie is gedocumenteerd, waarbij de betrouwbaarheid gedeeltelijke validatie van27,28 onge...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

De auteurs geven aan dat zij geen bekende concurrerende financiële belangen of persoonlijke relaties hebben die het werk in dit artikel zouden kunnen beïnvloeden.

Dankbetuigingen

Dit werk wordt ondersteund door de National Natural Science Foundation of China (U25A20151, 82473574 en 82203973), Key Innovation Project uit de provincie Xizang (XZ202501ZY0131) en de Transformation Foundation van het Tianfu Jincheng Laboratorium (2025ZH006).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

```html
Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Anti-IL-6 Rabbit pAbServicebioGB11117Immunofluorescence staining
Anti-IL-10 Rabbit pAbServicebioGB11108Immunofluorescence staining
Citric acid antigen repair solution (PH6.0)ServicebioG1202Immunofluorescence staining
DehydratorDIAPATHDonatelloH&E en Immunofluorescence  staining
Digital cameraCanonEOS 70DDocument the progression of skin injury during the experiment
Disposable sterilized syringeProfessional Manufacturer Of Disposable Sterile Medical Devices.GB20163140107Voor intraperitoneale injectie
Disposable Latex GloveMedicom1186Bescherming
Environmental Friendly Dewaxing Transparent LiquidServicebioG1128-1LH&E en Immunofluorescence  staining
Frozen platformWuhan Junjie Electronics Co., LtdJB-L5H&E  staining
Hematoxylin-eosin (H&E) HD constant dye kitServicebioG1076H&E  staining
Image JNational InstitutesBeeldverwerkingEnable precise quantification of histological staining data
Lead apronShandong Oureixin Radiation Protection Engineering Co., Ltd.N/APersoneel beschermen tegen blootstelling aan straling
Liquid Blocker PAP PenServicebioG6100Immunofluorescence staining
Medical film3M10163337409520Voorkomen van besmetting van de stralingsbron door biologische oppervlakken
Neutral gumSCRC10004160H&E  staining
Nuclear radiation detectorFNIRSI100128262296Real-time monitoring van de omgevingsstraling niveaus rond de operator om de veiligheid van het personeel te waarborgen
Paraformaldehyde Fixative (4%)BiosharpBL539AFix huidweefselmonsters
Pathology slicerShanghai Leica Instrument Co., LtdRM2016H&E en Immunofluorescence  staining
Paraffin embedding machineWuhan Junjie electronicsJB-P5H&E en Immunofluorescence  staining
Strontium-90Khlopin Radium Institute Joint-Stock Company (Radium Institute JSC,Russia)N/AZorg voor β-stralen
TribromoethanolNanjing Aibei Biotechnology Co.,LtdM2910Muggen anesthetiseren
Water bath-slide drierZHEJIANG JINHUA KEDI INSTRUMENTAL EQUIPMENTKD-PH&E en Immunofluorescence  staining
```

Referenties

  1. Talapko, J., et al. Health effects of ionizing radiation on the human body. Medicina (Kaunas). 60 (4), 653(2024).
  2. Wucherer, M., Loose, R. occupational exposure to radiation. Radiologe. 45 (3), 291-302 (2005).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. Ryan, J. L. Ionizing radiation: The good, the bad, and the ugly. J Invest Dermatol. 132 (3 Pt 2), 985-993 (2012).
  13. Müller, K., Meineke, V. Radiation-induced alterations in cytokine production by skin cells. Exp Hematol. 35 (4 Suppl 1), 96-104 (2007).
  14. 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).
  15. Tanaka, T., Narazaki, M., Kishimoto, T. Il-6 in inflammation, immunity, and disease. Cold Spring Harb Perspect Biol. 6 (10), a016295(2014).
  16. Paldor, M., et al. Single-cell transcriptomics reveals a senescence-associated il-6/ccr6 axis driving radiodermatitis. EMBO Mol Med. 14 (8), e15653(2022).
  17. 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).
  18. 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).
  19. 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).
  20. Saraiva, M., Vieira, P., O'garra, A. Biology and therapeutic potential of interleukin-10. J Exp Med. 217 (1), e20190418(2020).
  21. Singampalli, K. L., et al. The role of an il-10/hyaluronan axis in dermal wound healing. Front Cell Dev Biol. 8, 636(2020).
  22. Short, W. D., et al. Interleukin-10 producing t lymphocytes attenuate dermal scarring. Ann Surg. 274 (4), 627-636 (2021).
  23. 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).
  24. 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).
  25. 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).
  26. 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).
  27. 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).
  28. 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).
  29. 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).
  30. 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).
  31. 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).
  32. 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).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Trefwoorden

Strontium 90 b tastralingoppervlakkige weefselschadehuidbestralingsprotocollenpathologische evaluatieblootstelling aan stralingmechanistisch onderzoekmodellen voor nucleaire ongevallentherapeutische strategie n
Video binnenkort beschikbaar
Neem contact met ons op
Aanbevelen aan bibliotheek

Privacy

Gebruiksvoorwaarden

Beleid

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.