Dose response relationship of disturbed migration of Purkinje cells in the cerebellum due to X-irradiation

Abstract

Pregnant rats were exposed to 2.0, 2.25 or 2.5 Gy X-irradiation on gestation day 21. Pups were sacrificed 12 hr after exposure, and on postnatal day 5 (P5), P7 and P9. Their cerebella were observed immunohistochemically using anti-inositol 1, 4, 5 triphosphate (IP3) receptor antibody to identify Purkinje cells. These cells were disturbed to migrate and remained in the internal granular layer and white matter of the cerebellum. They had short dendrites, and some showed an abnormal direction of dendrites in rats exposed to 2.25 or 2.5 Gy. Alignment of Purkinje cells was also disturbed when examined either on P5, P7 or P9 especially by doses of 2.25 and 2.5 Gy. There was a relationship between X-ray doses and the number of cells piling up in the Purkinje cell layer of the cerebellum. The dose-response relationship with the number of ectopic Purkinje cells was noted in the anterior lobes of the cerebellum.

妊娠ラットを妊娠21日目に2.0、2.25、2.5GyのX線に暴露した。胎児を照射12時間後、生後5日目相当日(P5)、7日目(P7)、9日目(P9)に処置した。プルキニエ細胞を確定するために、胎児小脳を、抗イノシトール1,4,5-3リン酸(IP3)受容体抗体を用いて、免疫組織化学的に観察した。プルキニエ細胞は、乱雑な移動をしており、小脳の顆粒層内と白質にとどまっていた。プルキニエ細胞は、短い樹状突起を持っているが、2.25Gyと2.5Gyに暴露したラットでは、いくつかのプルキニエ細胞が樹状突起を、異常な方向に伸ばしていた。また、P5、P7、P9で特に2.25Gyと2.5Gyで検討したところ、プルキニエ細胞の並びかたが乱れていた。X線線量と小脳のプルキニエ細胞層内で重なり合っている細胞数との間に、相関性が見られた。転位しているプルキニエ細胞の数と線量反応相関性は、小脳の前葉で認められた。