肿瘤坏死因子α对小鼠骨髓型放射损伤的防护作用
作者：张雁云 张学光 张毅 王江方 邱玉华 刘蓓岭 谢炜 蒋冶棠
单位：215007 江苏，苏州医学院免疫室
关键词：肿瘤坏死因子；造血干细胞；放射防护
中华放射医学与防护杂志000411 【摘要】 目的 研究肿瘤坏死因子α(TNFα)对受照射小鼠骨髓造血细胞的近期影响和造血重建功能的作用，探讨TNFα对骨髓造血细胞的辐射防护作用。方法 小鼠照射前24 h一次性注射TNFα，2周后检测其外周血WBC、骨髓MNC、CFU-S和CFU-Mix，流式细胞仪分析骨髓c-Kit+细胞；并进行长期造血重建实验。结果 辐照前注射TNFα的小鼠，2周后外周血WBC、骨髓MNC、内源性CFU-S、CUF-Mix数量和c-Kit+细胞百分数均显著高于未注射 TNFα的辐照小鼠，生存期亦延长；接受TNFα处理的小鼠骨髓细胞移植到受致死性照射的受体鼠后，多具有良好的造血重建功能。结论 照射前给予TNFα对造血干细胞具有辐射保护作用。
, 百拇医药
Radioprotective effects of tumor necrosis factor-α on murine bone marrow damage
ZHANG Yanyun, ZHANG Xueguang, ZHANG Yi, et al.
(Institute of Immunology, Suzhou Medical College, Suzhou 215006, China)
【Abstract】 Objective To investigate the effects of tumor necrosis factor α(TNFα)on the bone marrow (BM)hematopoietic progenitor cells (HPCs)in irradiated mice and the radioprotection of TNFα on BM HPCs. Methods TNFα was injected into the mice before irradiation. Peripheral WBC, BM mononuclear cells (MNCs), CFU-S, CFU-Mix and hematopoietic reconstitution ability were examined on lethally irradiated mice with or without TNFα pre-treatment. Surface marker and c-Kit+ of BM stem cells was analyzed with flow cytometry. Results The mice with TNF α treatment were markedly higher than those without TNFα treatment in number of WBC, BM MNCs, CFU-S, and CFU-Mix in vitro and in the percentage of BM c-Kit+ cells. The life span of the former was longer than that of the latter. In hematopoietic reconstitution, the above criteria of the recipient mice given the BM cells derived from donor mice of pre-irradiation TNFα treatment were remarkable superior to those given the donor without TNFα treatment. Conclusion Pre-irradiation treatment has obviously radioprotective effect on the BM HPCs. The experiment provides a novel approach to lessening BM hematopoietic arrest caused by chemothrapy and radiotherapy in tumor patients, and is of great significance in clinical application.
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【Key words】 Tumor necrosis factor α (TNFα); Hematopoietic progenitor cells (HPCs); Radioprotection
骨髓造血系统是对电离辐射非常敏感的组织，尤其是处于细胞周期S期和G2/M期的造血细胞(HSC)，受一定剂量照射可引起造血细胞的快速死亡，然而处于G0/G1细胞期的造血细胞的辐射敏感性显著地低于前者。最新的研究还表明，肿瘤坏死因子α(TNFα)对细胞周期特异性化疗药物处理或γ射线照射的小鼠骨髓功能有明显的保护作用。这种作用可能与TNFα可逆性地抑制HSC的生长和阻滞HSC，特别是早期HSC于G0/G1细胞周期有关[1-6]。为进一步探讨TNFα对受照射小鼠造血功能尤其是对具有长期造血效应的干细胞的影响，我们建立了小鼠骨髓辐射损伤的实验动物模型，从体内、外两个方面探讨TNFα对骨髓造血细胞的辐射防护效应；并通过辐射损伤后造血功能重建的实验动物模型，研究TNFα远期的辐射防护效果。
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材料和方法
1.细胞因子：重组鼠TNFα由日本东京大学松岛纲治教授惠赠；重组鼠干细胞因子(SCF)由北京医科大学免疫系马大龙教授赠送；重组人红细胞生成素(EPO)购自第二军医大学克隆公司。重组人粒细胞集落刺激因子(G-CSF)和重组人白细胞介素-6(IL-6)由本室研制。
2.动物实验：TNFα处理和60Co γ射线照射，参照文献[7]进行。12周龄雌性(20±2)g BALB/C小鼠由苏州医学院实验动物中心提供。随机分为4组，每组60只小鼠。而每组中半数实验动物(30只)作白细胞计数，造血重建实验，另外30只小鼠作生存观察。每个观察指标的样本数不少于20只。其中两组小鼠于照射前24 h一次性皮下注射 TNFα (2 μg/只)；另两组则给予等量生理盐水(NS)注射。从TNFα和NS处理组中各取一组小鼠接受全身一次性60Co γ射线照射(苏州医学院60Co γ辐照中心)，吸收剂量为10.5 Gy，吸收剂量率为0.7 Gy/min。其余两组为0 Gy平行对照。
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3.外周血白细胞计数：照射后第14天的小鼠，经氯仿麻醉，采用心脏穿刺采集外周血，计数白细胞。
4.小鼠骨髓细胞悬液制备：取上述采血后处死的双后腿胫、股骨。以含0.5%同系鼠血清的PBS盥洗分离出骨髓细胞。经常规密度梯度法分离得骨髓单个核细胞(MNC)，用于造血细胞体外培养实验、造血干细胞表面标志c-Kit分析和造血重建实验。
5.造血细胞的体外半固体集落形成试验：参照文献[5]进行。半固体培养基为含0.9%甲基纤维素(和光公司纯药，日本)和20%胎牛血清(GIBCO)的RPMI 1640 (GIBCO)培养基，并加入各种造血生长因子(SCF 10 ng/ml、EPO 2 U/ml、G-CSF 4 ng/ml、IL-3 4 ng/ml、IL-6 200 U/ml)。骨髓MNC配成1×105/ml，并充分混均后，移至24孔细胞培养板中(0.5 ml/孔，每组含4个复份)。于37℃、体积分数为5%的CO2培养箱中培养7 d，倒置显微镜下观察混合集落形成单位(CFU-Mix)并计数(≥50个细胞/CFU-Mix)。
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6.脾细胞集落形成单位(CFU-S)实验：按Slordal L 等介绍的方法[7]进行：将上述取胫、股骨后的小鼠腹腔打开，取出脾脏，分组浸于Bouin's液中，次日用75%酒精漂洗后肉眼观察、计数脾脏表面白色结节。
7.生存时间观察：TNFα处理或未处理、照射或未照射的4组小鼠(30只/组)，相同条件下饲养，观察其生存时间。
8.造血干细胞表面标志c-Kit分析：按本室的常规间接免疫荧光标记和流式细胞仪分析(FCMXL-Ⅲ 美国 Coulter 公司，我院核医学生物技术重点实验室)。大鼠抗小鼠 c-Kit 抗体 Ack2 由松岛纲治教授惠赠。FITC标记的羊抗大鼠IgG购自法国Immunotech 公司。
9.造血重建实验：受致死性照射的同系小鼠为受体，上述4组小鼠为供体。将各组供体小鼠骨髓 MNC 悬液分别在照射前经尾静脉注射植入受体小鼠(按每只供体鼠骨髓 MNC 悬液植入5只受体小鼠)。14 d后，观察下列指标：①外周血白细胞计数，②CFU-S 数量，③骨髓MNC 计数，④骨髓细胞体外培养产生的CFU-Mix数，⑤生存率。
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结 果
1.TNFα对小鼠骨髓造血功能的辐射防护效应：结果如表1所示，TNFα处理的照射组小鼠外周血白细胞、骨髓 MNC 和内源性CFU-S 计数均显著高于未使用 TNFα照射组(P<0.01)。而在未经照射的小鼠，不论是用TNFα处理或生理盐水处理，其外周血白细胞、骨髓 MNC数值之间差异无显著性(P>0.05)。体外集落形成实验显示，在多种造血生长因子的联合刺激下，用TNFα处理的照射组小鼠骨髓细胞CFU-Mix数量比未用TNFα处理的照射组小鼠多2倍以上，并与未受辐照的相应对照组比较差异无显著性(P>0.05)。流式细胞仪分析骨髓c-Kit+细胞也显示：TNFα处理后，受照射小鼠骨髓细胞中c-Kit+ 细胞百分数明显高于未经TNFα处理的照射组。
2.TNFα对辐射损伤小鼠存活期的影响：未用TNFα处理的照射组小鼠在第3天就开始出现死亡，22 d时100%的小鼠死亡。而用TNFα处理的照射组小鼠则在第8天才出现死亡，35 d时存活率仍有50%，60 d时尚有36%的小鼠存活。
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3.TNFα对辐照小鼠具有长期造血功能的HSC的保护作用：实验结果(见表2)表明，受体小鼠在致死剂量照射后，接受TNFα处理的照射小鼠造血细胞移植，在移植后第14天，外周血白细胞、骨髓MNC 数值均显著高于接受未经TNFα处理的照射小鼠造血细胞移植(P<0.01)；且前者的CFU-S不仅显著多于后者，与其供体鼠的内源性CFU-S数值相接近。骨髓细胞体外集落形成试验也表明：前者的CFU-Mix亦显著高于后者。生存期观察显示，前者第30天时生存率为40%，60 d时仍有15%小鼠存活。后者则在26 d内全部死亡。
表1 TNFα对小鼠骨髓造血功能的辐射防护效应 组别
n
WBC(×109/L)
MNC
(×106/L)
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CFU-S
(个/脾)
CFU-Mix
(孔/个)
c-Kit+细胞
(%)
0 Gy
NS
22
9.0±1.8
6.9±1.1…
127.5±19.5
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13.0±2.0
TNFα
22
8.8±1.5
6.9±1.8…
126.6±24.1▲
12.8±1.7
10.5 Gy
NS
22
2.4±0.7
1.0±0.0
, 百拇医药
2.4±1.3
38.9± 9.3
3.9±1.0
TNFα
22
6.2±1.2*
2.9±0.1*
16.7±5.6*
120.0±19.7*
9.0±1.9*
注：与NS组比，*P<0.01；10.5 Gy组与0 Gy组比，▲P<0.01表2 TNFα对辐射小鼠具有长期造血功能的
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HSC的保护作用 组别
n
WBC(×109/L)
MNC
(×106/L)
CFU-Mix
(孔/个)
c-Kit+细胞
(%)
0 Gy
NS
22
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6.1±0.4
4.6±1.0
23.8±10.6
82.6±16.0
TNFα
22
6.0±0.6
4.8±1.3
4.3±9.5
81.6±11.8
10.5 Gy
NS
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22
2.4±0.7
1.0±0.2
2.1±1.5
40.9±10.2
TNFα
22
4.4±0.6*
2.0±0.1*
18.6±3.1*
66.9±9.2*
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注：与NS组比，*P<0.01讨 论
TNFα是一种具有多种生物学功能的细胞因子，不仅在淋巴细胞的分化发育，细胞表面粘附分子的表达以及各种因素引起的炎症反应中，均起着重要的调控作用[8，9]，而且对造血细胞的生长和分化亦有重要的调节功能。它可逆性地抑制HSC的生长，这种可逆性抑制效应是通过其受体TNFR-l所介导的[5，6]。TNFα作为调控造血功能的负性因子，通过阻滞HSC的细胞周期活动，使用仅50%以上的HSC中止于细胞周期为G0/G1，导致HSC对辐射损伤的敏感性降低，而获得辐射防护效应[5，10，11]。
致死剂量照射小鼠造血功能再建实验表明，体内受TNFα保护的受照小鼠骨髓造血细胞仍可显著地在受体中增殖，使其外周血白细胞数量接近正常下限值水平，内源性脾集落CFU-S亦明显高于未经TNFα处理组，证实经TNFα处理的照射小鼠造血细胞有旺盛的髓外造血功能，具有自我更新能力的造血干细胞受到保护。同时造血细胞体外增殖实验亦显示，在多种造血细胞生长刺激因子的协同作用下，受TNFα保护的造血干细胞能较快地“启动”进入增殖周期，表现出较强的增殖能力。
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c-Kit是造血干/祖细胞的重要表面标志[6，12]，用流式细胞仪分析骨髓c-Kit+ 细胞可以更直接地观察造血干细胞的变化。经TNFα处理的照射小鼠，其骨髓细胞中c-Kit+ 细胞百分率明显高于未经TNFα处理的照射小鼠，表明表达c-Kit的造血干/祖细胞经TNFα处理后，其照射后的损伤远较未经TNFα处理组为轻，这与上述体内外实验中观察到的作用相一致。同时对照组(给予或不给TNFα的未照射组小鼠)的各实验数据之间差异无显著性(P>0.05)，亦证明了TNFα对早期造血干细胞的生长抑制作用是可逆的。
造血功能的严重抑制是辐射损伤后死亡的主要原因之一[1，2]，进而对生存期的观察实验发现，未用TNFα处理的照射小鼠在1个月内(22 d)全部死亡，而照射前24 h注射TNFα的小鼠的生存期明显延长，35 d内为50%。TNFα的这种延长受照射小鼠生存期的作用，为辐射损伤后进一步采取有效治疗措施赢得了宝贵的时间。
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为进一步分析TNFα对受照射小鼠骨髓中具有长期造血功能的造血干细胞的影响，我们采用受致死性辐照剂量的小鼠作为受体动物，进行造血功能的重建实验，以研究TNFα的远期辐射防护效应。实验表明，受照动物的造血功能重建能力与供体动物的骨髓细胞数量及活性相关。接受TNFα处理的照射供体骨髓细胞移植后，受体鼠造血重建功能远优于接受未经TNFα处理的照射供体鼠骨髓细胞移植，生存期也明显延长。由此表明，TNFα对骨髓造血细胞的辐射防护作用，不但具有近期效应，而且还对机体长期造血功能有保护作用。
鉴此，本研究将为辐射损伤的生物因子治疗和肿瘤患者化疗/放疗所致骨髓功能抑制的预防提供实验依据，值得进一步研究。
感谢强亦忠、赵经涌教授对本文的修改和建议，感谢本院放射医学系辐照中心给予动物照射及技术帮助
基金项目：核工业总公司科研基金资助项目(CNNC 94Q62059)
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参考文献
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, 百拇医药
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8， Thomason AW. The cytokine handbook. Second edition. London: Academic Press,1994.
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12， Okada S, Nakauvhi H, Nagayoshi K, et al. Enrichment and characterization of murine hematipoietic stem cell that express c-kit molecule. Blood, 1991,78:1706-1713.
(收稿日期:1999-09-20), 百拇医药
单位：215007 江苏，苏州医学院免疫室
关键词：肿瘤坏死因子；造血干细胞；放射防护
中华放射医学与防护杂志000411 【摘要】 目的 研究肿瘤坏死因子α(TNFα)对受照射小鼠骨髓造血细胞的近期影响和造血重建功能的作用，探讨TNFα对骨髓造血细胞的辐射防护作用。方法 小鼠照射前24 h一次性注射TNFα，2周后检测其外周血WBC、骨髓MNC、CFU-S和CFU-Mix，流式细胞仪分析骨髓c-Kit+细胞；并进行长期造血重建实验。结果 辐照前注射TNFα的小鼠，2周后外周血WBC、骨髓MNC、内源性CFU-S、CUF-Mix数量和c-Kit+细胞百分数均显著高于未注射 TNFα的辐照小鼠，生存期亦延长；接受TNFα处理的小鼠骨髓细胞移植到受致死性照射的受体鼠后，多具有良好的造血重建功能。结论 照射前给予TNFα对造血干细胞具有辐射保护作用。
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Radioprotective effects of tumor necrosis factor-α on murine bone marrow damage
ZHANG Yanyun, ZHANG Xueguang, ZHANG Yi, et al.
(Institute of Immunology, Suzhou Medical College, Suzhou 215006, China)
【Abstract】 Objective To investigate the effects of tumor necrosis factor α(TNFα)on the bone marrow (BM)hematopoietic progenitor cells (HPCs)in irradiated mice and the radioprotection of TNFα on BM HPCs. Methods TNFα was injected into the mice before irradiation. Peripheral WBC, BM mononuclear cells (MNCs), CFU-S, CFU-Mix and hematopoietic reconstitution ability were examined on lethally irradiated mice with or without TNFα pre-treatment. Surface marker and c-Kit+ of BM stem cells was analyzed with flow cytometry. Results The mice with TNF α treatment were markedly higher than those without TNFα treatment in number of WBC, BM MNCs, CFU-S, and CFU-Mix in vitro and in the percentage of BM c-Kit+ cells. The life span of the former was longer than that of the latter. In hematopoietic reconstitution, the above criteria of the recipient mice given the BM cells derived from donor mice of pre-irradiation TNFα treatment were remarkable superior to those given the donor without TNFα treatment. Conclusion Pre-irradiation treatment has obviously radioprotective effect on the BM HPCs. The experiment provides a novel approach to lessening BM hematopoietic arrest caused by chemothrapy and radiotherapy in tumor patients, and is of great significance in clinical application.
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【Key words】 Tumor necrosis factor α (TNFα); Hematopoietic progenitor cells (HPCs); Radioprotection
骨髓造血系统是对电离辐射非常敏感的组织，尤其是处于细胞周期S期和G2/M期的造血细胞(HSC)，受一定剂量照射可引起造血细胞的快速死亡，然而处于G0/G1细胞期的造血细胞的辐射敏感性显著地低于前者。最新的研究还表明，肿瘤坏死因子α(TNFα)对细胞周期特异性化疗药物处理或γ射线照射的小鼠骨髓功能有明显的保护作用。这种作用可能与TNFα可逆性地抑制HSC的生长和阻滞HSC，特别是早期HSC于G0/G1细胞周期有关[1-6]。为进一步探讨TNFα对受照射小鼠造血功能尤其是对具有长期造血效应的干细胞的影响，我们建立了小鼠骨髓辐射损伤的实验动物模型，从体内、外两个方面探讨TNFα对骨髓造血细胞的辐射防护效应；并通过辐射损伤后造血功能重建的实验动物模型，研究TNFα远期的辐射防护效果。
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材料和方法
1.细胞因子：重组鼠TNFα由日本东京大学松岛纲治教授惠赠；重组鼠干细胞因子(SCF)由北京医科大学免疫系马大龙教授赠送；重组人红细胞生成素(EPO)购自第二军医大学克隆公司。重组人粒细胞集落刺激因子(G-CSF)和重组人白细胞介素-6(IL-6)由本室研制。
2.动物实验：TNFα处理和60Co γ射线照射，参照文献[7]进行。12周龄雌性(20±2)g BALB/C小鼠由苏州医学院实验动物中心提供。随机分为4组，每组60只小鼠。而每组中半数实验动物(30只)作白细胞计数，造血重建实验，另外30只小鼠作生存观察。每个观察指标的样本数不少于20只。其中两组小鼠于照射前24 h一次性皮下注射 TNFα (2 μg/只)；另两组则给予等量生理盐水(NS)注射。从TNFα和NS处理组中各取一组小鼠接受全身一次性60Co γ射线照射(苏州医学院60Co γ辐照中心)，吸收剂量为10.5 Gy，吸收剂量率为0.7 Gy/min。其余两组为0 Gy平行对照。
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3.外周血白细胞计数：照射后第14天的小鼠，经氯仿麻醉，采用心脏穿刺采集外周血，计数白细胞。
4.小鼠骨髓细胞悬液制备：取上述采血后处死的双后腿胫、股骨。以含0.5%同系鼠血清的PBS盥洗分离出骨髓细胞。经常规密度梯度法分离得骨髓单个核细胞(MNC)，用于造血细胞体外培养实验、造血干细胞表面标志c-Kit分析和造血重建实验。
5.造血细胞的体外半固体集落形成试验：参照文献[5]进行。半固体培养基为含0.9%甲基纤维素(和光公司纯药，日本)和20%胎牛血清(GIBCO)的RPMI 1640 (GIBCO)培养基，并加入各种造血生长因子(SCF 10 ng/ml、EPO 2 U/ml、G-CSF 4 ng/ml、IL-3 4 ng/ml、IL-6 200 U/ml)。骨髓MNC配成1×105/ml，并充分混均后，移至24孔细胞培养板中(0.5 ml/孔，每组含4个复份)。于37℃、体积分数为5%的CO2培养箱中培养7 d，倒置显微镜下观察混合集落形成单位(CFU-Mix)并计数(≥50个细胞/CFU-Mix)。
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6.脾细胞集落形成单位(CFU-S)实验：按Slordal L 等介绍的方法[7]进行：将上述取胫、股骨后的小鼠腹腔打开，取出脾脏，分组浸于Bouin's液中，次日用75%酒精漂洗后肉眼观察、计数脾脏表面白色结节。
7.生存时间观察：TNFα处理或未处理、照射或未照射的4组小鼠(30只/组)，相同条件下饲养，观察其生存时间。
8.造血干细胞表面标志c-Kit分析：按本室的常规间接免疫荧光标记和流式细胞仪分析(FCMXL-Ⅲ 美国 Coulter 公司，我院核医学生物技术重点实验室)。大鼠抗小鼠 c-Kit 抗体 Ack2 由松岛纲治教授惠赠。FITC标记的羊抗大鼠IgG购自法国Immunotech 公司。
9.造血重建实验：受致死性照射的同系小鼠为受体，上述4组小鼠为供体。将各组供体小鼠骨髓 MNC 悬液分别在照射前经尾静脉注射植入受体小鼠(按每只供体鼠骨髓 MNC 悬液植入5只受体小鼠)。14 d后，观察下列指标：①外周血白细胞计数，②CFU-S 数量，③骨髓MNC 计数，④骨髓细胞体外培养产生的CFU-Mix数，⑤生存率。
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结 果
1.TNFα对小鼠骨髓造血功能的辐射防护效应：结果如表1所示，TNFα处理的照射组小鼠外周血白细胞、骨髓 MNC 和内源性CFU-S 计数均显著高于未使用 TNFα照射组(P<0.01)。而在未经照射的小鼠，不论是用TNFα处理或生理盐水处理，其外周血白细胞、骨髓 MNC数值之间差异无显著性(P>0.05)。体外集落形成实验显示，在多种造血生长因子的联合刺激下，用TNFα处理的照射组小鼠骨髓细胞CFU-Mix数量比未用TNFα处理的照射组小鼠多2倍以上，并与未受辐照的相应对照组比较差异无显著性(P>0.05)。流式细胞仪分析骨髓c-Kit+细胞也显示：TNFα处理后，受照射小鼠骨髓细胞中c-Kit+ 细胞百分数明显高于未经TNFα处理的照射组。
2.TNFα对辐射损伤小鼠存活期的影响：未用TNFα处理的照射组小鼠在第3天就开始出现死亡，22 d时100%的小鼠死亡。而用TNFα处理的照射组小鼠则在第8天才出现死亡，35 d时存活率仍有50%，60 d时尚有36%的小鼠存活。
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3.TNFα对辐照小鼠具有长期造血功能的HSC的保护作用：实验结果(见表2)表明，受体小鼠在致死剂量照射后，接受TNFα处理的照射小鼠造血细胞移植，在移植后第14天，外周血白细胞、骨髓MNC 数值均显著高于接受未经TNFα处理的照射小鼠造血细胞移植(P<0.01)；且前者的CFU-S不仅显著多于后者，与其供体鼠的内源性CFU-S数值相接近。骨髓细胞体外集落形成试验也表明：前者的CFU-Mix亦显著高于后者。生存期观察显示，前者第30天时生存率为40%，60 d时仍有15%小鼠存活。后者则在26 d内全部死亡。
表1 TNFα对小鼠骨髓造血功能的辐射防护效应 组别
n
WBC(×109/L)
MNC
(×106/L)
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CFU-S
(个/脾)
CFU-Mix
(孔/个)
c-Kit+细胞
(%)
0 Gy
NS
22
9.0±1.8
6.9±1.1…
127.5±19.5
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13.0±2.0
TNFα
22
8.8±1.5
6.9±1.8…
126.6±24.1▲
12.8±1.7
10.5 Gy
NS
22
2.4±0.7
1.0±0.0
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2.4±1.3
38.9± 9.3
3.9±1.0
TNFα
22
6.2±1.2*
2.9±0.1*
16.7±5.6*
120.0±19.7*
9.0±1.9*
注：与NS组比，*P<0.01；10.5 Gy组与0 Gy组比，▲P<0.01表2 TNFα对辐射小鼠具有长期造血功能的
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HSC的保护作用 组别
n
WBC(×109/L)
MNC
(×106/L)
CFU-Mix
(孔/个)
c-Kit+细胞
(%)
0 Gy
NS
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4.6±1.0
23.8±10.6
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TNFα
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81.6±11.8
10.5 Gy
NS
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2.4±0.7
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2.1±1.5
40.9±10.2
TNFα
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2.0±0.1*
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66.9±9.2*
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注：与NS组比，*P<0.01讨 论
TNFα是一种具有多种生物学功能的细胞因子，不仅在淋巴细胞的分化发育，细胞表面粘附分子的表达以及各种因素引起的炎症反应中，均起着重要的调控作用[8，9]，而且对造血细胞的生长和分化亦有重要的调节功能。它可逆性地抑制HSC的生长，这种可逆性抑制效应是通过其受体TNFR-l所介导的[5，6]。TNFα作为调控造血功能的负性因子，通过阻滞HSC的细胞周期活动，使用仅50%以上的HSC中止于细胞周期为G0/G1，导致HSC对辐射损伤的敏感性降低，而获得辐射防护效应[5，10，11]。
致死剂量照射小鼠造血功能再建实验表明，体内受TNFα保护的受照小鼠骨髓造血细胞仍可显著地在受体中增殖，使其外周血白细胞数量接近正常下限值水平，内源性脾集落CFU-S亦明显高于未经TNFα处理组，证实经TNFα处理的照射小鼠造血细胞有旺盛的髓外造血功能，具有自我更新能力的造血干细胞受到保护。同时造血细胞体外增殖实验亦显示，在多种造血细胞生长刺激因子的协同作用下，受TNFα保护的造血干细胞能较快地“启动”进入增殖周期，表现出较强的增殖能力。
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c-Kit是造血干/祖细胞的重要表面标志[6，12]，用流式细胞仪分析骨髓c-Kit+ 细胞可以更直接地观察造血干细胞的变化。经TNFα处理的照射小鼠，其骨髓细胞中c-Kit+ 细胞百分率明显高于未经TNFα处理的照射小鼠，表明表达c-Kit的造血干/祖细胞经TNFα处理后，其照射后的损伤远较未经TNFα处理组为轻，这与上述体内外实验中观察到的作用相一致。同时对照组(给予或不给TNFα的未照射组小鼠)的各实验数据之间差异无显著性(P>0.05)，亦证明了TNFα对早期造血干细胞的生长抑制作用是可逆的。
造血功能的严重抑制是辐射损伤后死亡的主要原因之一[1，2]，进而对生存期的观察实验发现，未用TNFα处理的照射小鼠在1个月内(22 d)全部死亡，而照射前24 h注射TNFα的小鼠的生存期明显延长，35 d内为50%。TNFα的这种延长受照射小鼠生存期的作用，为辐射损伤后进一步采取有效治疗措施赢得了宝贵的时间。
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为进一步分析TNFα对受照射小鼠骨髓中具有长期造血功能的造血干细胞的影响，我们采用受致死性辐照剂量的小鼠作为受体动物，进行造血功能的重建实验，以研究TNFα的远期辐射防护效应。实验表明，受照动物的造血功能重建能力与供体动物的骨髓细胞数量及活性相关。接受TNFα处理的照射供体骨髓细胞移植后，受体鼠造血重建功能远优于接受未经TNFα处理的照射供体鼠骨髓细胞移植，生存期也明显延长。由此表明，TNFα对骨髓造血细胞的辐射防护作用，不但具有近期效应，而且还对机体长期造血功能有保护作用。
鉴此，本研究将为辐射损伤的生物因子治疗和肿瘤患者化疗/放疗所致骨髓功能抑制的预防提供实验依据，值得进一步研究。
感谢强亦忠、赵经涌教授对本文的修改和建议，感谢本院放射医学系辐照中心给予动物照射及技术帮助
基金项目：核工业总公司科研基金资助项目(CNNC 94Q62059)
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(收稿日期:1999-09-20), 百拇医药