臭氧對大鼠星形膠質細胞作用的臨床研究

劉濤+錢立全

[摘要] 目的 探究臭氧對大鼠星形膠質細胞的作用。 方法 選擇2016年1—12月期間36只大鼠。均行體外培養及免疫細胞化學鑒定。依培養基所輸氣體的不同將其均分至A、B、C 3組。A組加入純氧進行作用；B、C兩組則分別加入400 μL的臭氧（O3）進行20 min的作用，其中B組所加臭氧規格為40 μg/mL，C組所加臭氧規格為80 μg/mL，對比3組不同培養基下大鼠星形膠質細胞的差異。結果 B組大鼠Ast的LDH漏出率在培養2 h時為（18.4±2.5）%，4 h時為（18.9±2.6）%，均優于A組（P<0.05）；而C組大鼠LDH漏出率在2、4 h時分別為：（30.7±5.6）%、（35.0±4.5）%，均明顯高于A組（P<0.01）。結論 高濃度的臭氧在短時間內對大鼠的星形膠質細胞具有明顯的損傷作用，而低濃度臭氧如40 μg/mL則無上述作用。

[關鍵詞] 星形膠質細胞；體外培養；完全培養基；臭氧；作用

[中圖分類號] R5 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-0742（2017）06（b）-0044-03

[Abstract] Objective To study the effect of ozone on the astrocytes function of rats. Methods 36 rats in our hospital from January to December 2016 were selected and underwent the in vitro culture and immunocytochemical identification， and they were divided into the three groups according to different media gas， the group A adopted the pure oxygen for function， the group B and group C respectively adopted the 400 μL ozone for 20 min function， and the ozone specification in the group B and in the group C was respectively 40 μg/mL and 80 μg/mL， and the difference in the astrocytes between the three groups was compared. Results In the group B， the LDH leakage rate of rats Ast in the group B was （18.4±2.5）% at 2 h and （18.9±2.6）% at 4 h， which were better than those in the group A，（P<0.05）， and the LDH leakage rate in the group C was respectively （30.7±5.6）% and （35.0±4.5）% at 2 h and 4 h， which were obviously higher than those in the group A（P<0.01）. Conclusion The high-concentration ozone has an obvious injury effect on the astrocytes function of rats in a short time， but the low-concentration ozone such as 40ug/ml cant produce the same effect.

[Key words] Astrocytes； In vitro culture； Complete medium； Ozone； Function

隨著醫療技術的飛速發展，醫用氣體的不斷進步，使得臭氧的應用也越發廣泛。大量研究表明，濃度適宜的臭氧不僅能夠有效抑制機體炎癥反應、減少新生血管的生成，而且能夠有效調節機體相關組織供氧、抑制相關應激反應。尤其是在脊柱源性腰腿痛以及腦缺血等病癥方面具有顯著療效。但研究亦發現，對于長期接觸的人群如印刷工人往往會因長期處于低濃度臭氧環境中而出現腦損傷等病癥。隨著對臭氧研究的不斷深入，不少研究發現臭氧對于星形膠質細胞也具有一定的影響作用[1]。因此，該文就臭氧對2016年1—12月期間培養的大鼠星形膠質細胞的作用情況進行更進一步探究，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

36只實驗大鼠均取自該院實驗中心，且均為1～2日齡SD乳大鼠。研究所用儀器及試劑有：E80醫用臭氧發生器、Forma371型二氧化碳孵育箱、DMEM/F12培養基、乳酸脫氫酶試劑盒（LDH試劑盒）、胎牛血清（FCS）、鼠抗膠質纖維酸性蛋白（GFAP）以及臺盼藍和胰蛋白酶等。

1.2 方法

1.2.1 Ast的培養及特征鑒定 （1）對36只實驗大鼠進行統一的Ast培養。一般現取乙醚對大鼠進行麻醉處理，麻醉后立即采用濃度為75%的乙醇進行全面的消毒，而后進行手術取腦操作，取腦后立即將大鼠的大腦皮質進行有效的分離，并用吸管進行吹氣處理，直至大腦皮質成糊狀停止吹氣，而后使用胰蛋白酶進行消化處理，時間以10 min為宜。同時制備完全培養基，即取DMEM/F12為主，并添以10%的FCS進行終止消化，然后進行過濾、離心操作。孵育箱內相關參數設定為5%CO2+95%空氣，溫度37℃，濕度則應設置為飽和濕度，孵育時間以20 min為宜。孵育完成后立即將培養瓶翻轉，并隨即將細胞懸液吸出，進而有效去除懸液中成纖維細胞。翻轉吸液操作應進行兩次。在成纖維細胞去除完畢后，立即進行接入培養皿的接種操作，接種時細胞濃度應調為1.5×106/mL，并且需1～2 d將培養液進行換液1次，并倒置于顯微鏡下對Ast的形態情況及生長規律進行觀察記錄。培養以細胞鋪滿瓶底且胰蛋白酶消化傳代培養培養到第3周后進行實驗[2]。

（2）進行Ast的特征鑒定，即通過GFAP免疫細胞化學染色法進行特征的鑒定。③使用中性甲醛進行10～12 min的固定，而后使用過氧化酶進行阻斷處理，時間以10 min為宜。②將鼠抗（一抗）-抗GFAP抗體置于溫度為4℃的冰箱中過夜，而二抗則先放置于室溫下10 min，鏈親合素-過氧化酶溶液10 min，最后采用二氨基聯苯胺進行顯色。

1.2.2 臭氧干預實驗 采用24孔培養板承接細胞傳代，每孔承接細胞接種以7×105個細胞為宜，然后于第2天將細胞貼壁牢固，并依據干預所用氣體的不同將其均分至A、B、C 3組。3組均采用Giuseppe所用方法，即利用“Y”形三通連接管，連接兩注射器，分別自臭氧發生器、氧氣袋內抽取臭氧或氧氣，然后將氣體快速推至含有相同體積、相同組分的完全培養基中（CM）的注射器內，并連續搖動，3組搖動作用時間均以20 min為宜。其中，A組加入純氧進行作用（一般以400 μL的純氧作用20 min）；B、C兩組則分別加入400 μL的臭氧（O3）進行20 min的作用，其中B組所加臭氧規格為40 μg/mL，C組所加臭氧規格為80 μg/mL。作用完成后立即將3組細胞放回CO2孵育箱內，并分別于放回箱內的2 h和4 h收集其各自細胞上清液，并將細胞刮下后于冰浴中令其破碎。最后，進行LDH漏出率測定以及細胞死亡百分比的計算。其中，LDH漏出率的測定主要通過對兩時間節點所取上清液和細胞勻漿液中二者吸光度值測定，一般采用南京建成生物工程研究所提供的試劑盒進行測定，而后依照LDH漏出率公式進行計算。而細胞死亡百分比的測定則分別采用臺盼藍進行計數200個相鄰細胞中染藍、未染藍細胞個數，進而計算死亡細胞百分比[2]。

1.3 統計方法

所有數據均采用SPSS 20.0統計學軟件進行分析，計量資料應用平均值±標準差（x±s）表示，計量資料組間比較采用獨立樣本t檢驗，計數資料以百分率（%）表示，采用χ2檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 LDH漏出率差異

A組2 h與4 h漏出率大致相同，約為23%；而B組無論是2 h還是4 h其漏出率值均明顯小于A組，組間對比差異有統計學意義（P<0.05），而組內其兩節點對比則差異無統計學意義（P>0.05）。而C組無論是2 h還是4 h兩節點漏出率值較之AB兩組均明顯升高（P<0.05），且組內對比4 h漏出率值也明顯高于2 h的值，差異有統計學意義（P<0.05）。見表1。

2.2 細胞死亡百分比差異

A組2 h和4 h死亡細胞百分比均約為11%，B組則在10%左右，兩組相比差異無統計學意義（P>0.05）。而C組無論是2 h還是4 h其死亡細胞百分比均顯著高于A、B兩組，差異有統計學意義（P<0.05）。同時，組內對比C組4 h的死亡細胞百分比也明顯大于2 h（P<0.05）。見表2。

3 討論

作為人體腦神經細胞中占比最高的神經細胞之一，星形膠質細胞不僅具有營養神經元、支持神經元的作用，而且能夠有效清除危害神經元的毒性氨基酸，進而有效保護神經元，令神經元正常發揮其應有作用。隨著臨床上對星形膠質細胞研究的不斷深入，尤其是在這個中樞神經損傷頻繁的大背景下，大量臨床研究發現，諸如細胞因子、趨化因子等很多炎癥介質均是由星形膠質細胞分泌而來，這些炎癥介質的分泌有效的調節了神經元的各項功能，進而促進大腦中樞神經系統的正常工作[3]。

臭氧作為目前大氣污染中常見的一種組分，不僅已有大量研究表明該氣體對呼吸道具有明顯的損傷作用，而且對于腦神經細胞尤其是星形膠質細胞也有一定的消極影響。但也有研究表明，適量的臭氧不僅不會損害人體細胞，而且有助于抑制炎癥反應、調節組織缺氧的積極作用[4]。進一步研究表明，作為氧元素單質的一種，臭氧不僅理化性質不穩定，而且其氧化性極強，加之其作用靶分子為機體內的不飽和脂肪酸，因此，細胞膜是臭氧最易侵襲損害的部位。而細胞膜的受損又會導致細胞中LDH釋放的增多，即漏出率增大。臨床上也常常以細胞LDH的漏出率大小來判定細胞受損的具體情況[5]。同時，細胞膜受損將直接影響細胞膜的通透性，因此，采用臺盼藍等染色物質進入細胞染色，可通過染藍（死亡細胞）與未染藍（存活細胞）情況來判定細胞死亡情況，進而計算出細胞死亡百分比[6-7]。

該文就臭氧對大鼠星形膠質細胞的作用情況進行了更進一步探究，結果表明，B組大鼠Ast的LDH漏出率在培養2 h時為（18.4±2.5）%，4 h時為（18.9±2.6）%，均優于A組（P<0.05）；而C組大鼠LDH漏出率在2、4 h時分別為：（30.7±5.6）%、（35.0±4.5）%，均明顯高于A組（P<0.01）。這與董力等[8]相似研究結果一致，其研究表明大鼠Ast的LDH漏出率在培養2 h時為（17.8±5.3）%，4 h時為（16.4±2.9）%，均與該文研究組結果相似。深入分析結果發現，對于實驗大鼠Ast高濃度的臭氧的確具有明顯的損傷作用。無論在LDH漏出率方面，還是死亡細胞百分比方面，高濃度的（80 μg/mL）臭氧的C組均明顯高于純氧的A組與低濃度臭氧的B組（40 μg/mL），差異有統計學意義（P<0.05）。即高濃度臭氧對于大鼠星形膠質細胞具有明顯的損害作用。

綜上所述，純氧及低濃度臭氧對大鼠星形膠質細胞無消極影響，而高濃度臭氧則具有明顯的損傷作用，對此臨床上應予以高度重視。

[參考文獻]

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（收稿日期：2017-03-12）