利用PCC技术预测γ射线对肝癌细胞的辐射效应

利用早熟染色体凝集技术预测研究了γ射线对肝癌细胞SMMC-7721的辐射效应。结果表明,G1和G2期细胞内的染色单体和等点染色单体断裂数与照射剂量之间存在线性相关性,染色单体断裂总数与细胞存活率之间存在良好的线性相关性。说明辐射诱导的染色单体断裂可以作为预测SMMC-7721细胞内在辐射敏感性的指标,也可为临床诊断和治疗肝癌提供依据。     

利用超分次技术进行肿瘤治疗的探讨

以人类肝癌细胞SMMC-7721和正常肝细胞L02为研究对象，以这两种细胞0．3Gy时超敏感性的存活数据为基础，从理论上探讨了γ射线照射时，用超分次技术治疗肝癌的可能性。经过计算发现:如果目标肿瘤和周围的正常组织超敏感性的存活差异提高到3％，即可利用超分次技术对肿瘤进行治疗。应用超分次进行分次照射时，照射的结果与分次的间隔时间有关。对这一现象的机理进行了一定的探讨，发现时间间隔与细胞G2期的长短可能存在一定的相关性。Based on the survival data of human hepatoma SMMC-7721 and normal liver L02 cells irradiated with γ-rays at 0.3 Gy and 2 Gy, the possibility of uhra-fractionated radiotherapy is discussed in this paper. According to calculations, it is found that if the difference in cell survival between target tumor and adjacent normal tissue is up to 3%, radiotherapy using HRS would be realized through uhra-fractionation. Furthermore, the low-dose response is time-dependent. After analyzing this phenomenon, it was pointed that there would be a correlation between fractionation interval and the duration of cell G2 phase.     

低剂量辐射诱导hepG2细胞克隆存活和细胞周期适应性反应

以低剂量γ射线(0.05 Gy)预照射人肝癌细胞hep G2, 8 h后再用高剂量(3 Gy)照射, 测定了细胞的克隆存活率和细胞周期。 结果表明, 低剂量辐射预处理可诱导hep G2细胞产生克隆存活适应性反应, 并且有助于细胞通过G2/M期阻滞; 低剂量辐射诱导的克隆存活适应性反应与增强的通过细胞周期阻滞的能力之间有一定的相关性。 Human hepatoma cells hep G2 were irradiated with 3 Gy of γ ray 8 hours after primed with 0.05 Gy of γ ray, thereafter,cell survival and cell cycle were determined. The results indicated that both survival adaptive response and the enhanced ability to overcome G2/M arrest could be induced by pre irradiation with low dose of γ ray. It is suggested that there is a certain correlation between the survival adaptive response and the enhanced ability to overcome cell cycle arrest.     

低剂量电离辐射预处理对不同肿瘤细胞周期的影响

实验研究了低剂量γ射线预照射对人肝癌细胞系hepG2和人宫颈癌细胞系HeLa的细胞周期进程的影响.结果显示(1)低剂量(5cGy)辐射后,两种细胞的G2/M期细胞短暂累积;(2)低剂量辐射促进肿瘤细胞的生长;(3)高剂量(3Gy)辐射后,hepG2细胞发生G2期阻滞,HeLa细胞发生S期和G2期阻滞;(4)与单纯高剂量照射相比,低剂量辐射预处理后4h,再给予高剂量辐射,可进一步促进hepG2细胞在G2/M期累积,但是预照射对HeLa细胞的周期进程没有明显影响.因此,低剂量辐射预处理对高剂量诱导的细胞周期阻滞的影响依赖于肿瘤细胞的类型.     

低剂量辐射超敏感性研究进展

细胞低剂量辐射反应是目前国际上研究的热点。 介绍了哺乳动物细胞的低剂量反应——辐射超敏感性(HRS)和增强的辐射抗性(IRR), 即细胞在大约0.1 Gy时会出现单位剂量细胞杀伤增强现象, 随着剂量的升高, 细胞的IRR增强, 到1 Gy以上细胞存活符合线性平方模型。 评述了近年来国际上低剂量HRS领域的研究进展, 着重讨论了HRS/IRR可能的分子机理及辐射传能线密度与HRS/IRR的关系, 并对HRS/IRR在肿瘤临床放射治疗中的应用做了初步的探讨, 最后提出了该领域进一步研究的一些问题。At present, cell response to low dose radiation is attracting growing interests all over the world. Hyper radiosensitivity (HRS) and increased radioresistance (IRR) were introduced in this paper. This phenomenon means that an excess cell killing per unit dose appears at about 0.1 Gy (HRS) and then the cell radiation sensitivity increases with increasing dose (IRR). When the dose outstrips 1 Gy, the cell surviving fraction coincides with the value predicted by the commonly accepted linear quadratic (LQ) model. We further reviewed the progress to date in the study of low dose HRS, especially the possible molecular mechanisms underlying HRS/IRR and the relationship between HRS/IRR and linear energy transfer (LET). An initial insight into the clinical application of HRS/IRR in tumor radiotherapy was presented as well.Moreover, several topics concerning the HRS/IRR investigation, which deserved to be reinforced, were put forward.     

12C6+离子预辐射对小鼠胸腺脾脏细胞周期进程的影响

以0, 0.05, 0.1, 0.25, 0.5 Gy 12C6+ 离子全身预辐照昆明小鼠, 间隔4 h后再对小鼠进行4 Gy全身辐射。 辐照后12 h用流式细胞仪检测小鼠胸腺脾脏细胞在各细胞周期时相的百分率, 同时用单细胞电泳检测受辐射小鼠胸腺脾脏细胞DNA损伤程度。 结果显示, 相对于大剂量预照射组, 各低剂量预照射组胸腺细胞S期细胞百分率显著减少; 脾脏细胞G0/G1期细胞百分率明显减少; 同时胸腺脾脏细胞的拖尾率及拖尾长度明显减少, 以0.1 Gy预辐照效果最为明显。 这些结果表明, 低剂量预辐射处理可以减弱胸腺细胞的S期阻滞及脾脏细胞的G1期阻滞, 并明显减轻胸腺脾脏细胞的DNA损伤程度。     

细胞松弛素B阻断微核法鉴定男性个体辐射敏感性的方法初探

初步研究了男性个体辐射敏感性的鉴定方法及标准。采集50名男性志愿者的外周血，分别给予不同剂量X射线照射，采用细胞松弛素B阻断双核法测定微核率(MNF)，通过二阶多项拟合法，绘制微核剂量效应选项中心标准曲线，将个人微核剂量效应曲线与标准曲线比对后判断个体辐射敏感性。 $0.0\sim2.5 $ Gy剂量范围内，剂量效应二阶多项拟合的中心方程为(MNF=0.014 7+0.036 2D+0.023 1D 2， r=0.726)。50名志愿者中，辐射敏感的有13人，辐射抗性的有14人，基本符合正态分布。Spearman秩和相关分析结果显示，MNF在各个辐射剂量点与辐射敏感性均存在正相关,与辐射抗性呈负相关,MNF随剂量增加而增加。本研究初步建立了“以线代点”男性个体辐射敏感性鉴定方法,并发现男性外周血淋巴细胞的本底微核率与个体辐射敏感性呈正相关。     

呼吸缺陷型酵母菌株的离子束辐射敏感性研究

选取一株由离子束辐照诱变获得的呼吸缺陷型酵母菌株，研究其在不同离子辐照剂量范围的辐射敏感性。结果发现，呼吸缺陷型酵母菌株因其线粒体及线粒体DNA发生突变，在离子束辐照时，在低剂量区域表现出较高辐射敏感性，在高剂量区则表现出对于辐射的抗性。     

利用拉曼光谱研究~(60)Co γ射线对EC9706细胞的辐射损伤

将EC9706细胞经不同剂量^60Coγ射线辐照后继续培养24 h。利用激光拉曼光谱分析EC9706细胞内部蛋白质、核酸、脂类等生物大分子的构象和含量变化。分析结果发现,各剂量组拉曼谱的峰强和频移与空白对照组之间存在较大的差异,主要表现是蛋白质酰胺Ⅲ带1 244 cm^-1谱带在中等剂量组（4、5Gy）β折叠结构向无规卷曲转化;色氨酸残基的吲哚环振动谱带1 341 cm^-1在各剂量组中出现不同程度的红移;782 cm^-1谱带在大剂量组（7、8Gy）红移2～3 cm^-1,说明大剂量γ射线辐照导致DNA中的磷酸二酯（O—P—O）基团的非氢键化程度增强。脂类的CH2和CH3弯曲振动谱带1 446 cm^-1在2、4Gy组蓝移4 cm^-1,其他剂量组频移不大,这与60Coγ射线对EC9706细胞的生物膜造成一定损伤有关。拉曼特征峰在不同剂量组中的变化,为进一步研究60Coγ射线辐照损伤EC9706细胞的最佳剂量提供了一定实验依据。     

利用拉曼光谱技术研究低剂量X射线辐射对人神经母细胞瘤细胞的影响

低剂量电离辐射引发的生物效应复杂而多样,其研究往往又受到辐射标志物和检测技术手段的限制。将拉曼光谱技术应用于低剂量辐射生物效应研究,利用10 mW,532 nm共聚焦拉曼光谱对经过100,200和500 mGy三种辐射剂量的X射线辐照之后的人神经母细胞瘤细胞进行检测,发现细胞嘌呤核苷酸（722～728和1 572～1 581 cm-1等等）、嘧啶核苷酸（770～785 cm-1等等）等DNA相关的拉曼特征峰受到电离辐射影响而发生变化,说明低剂量X射线辐照造成细胞DNA水平改变。采用流式细胞术对同样条件辐照后培养6 h的人神经母细胞瘤细胞进行细胞周期分析发现,三种剂量的X射线电离辐射均造成细胞在G2期阻滞,同样提示电离辐射引起DNA水平升高。通过划痕实验分析辐照后20 h的细胞迁移能力,结果显示,相较于未接受X射线照射的对照细胞,受到三种剂量电离辐射的人神经母细胞瘤细胞均出现迁移水平下降。研究结果表明,通过拉曼光谱分析发现低剂量X射线电离辐射引起人神经母细胞瘤细胞DNA水平变化,其结果与细胞周期分析和迁移分析的结果相一致,但检测时间大大提前,利用拉曼光谱技术可以实现低剂量辐射损伤等细胞生物学效应的早期发现与监测。     

脉冲γ射线对光纤的辐射效应

介绍了光纤的损耗机制和γ射线对光纤的辐射效应,设计了针对脉冲γ射线作用于光纤而产生辐射感生损耗的实验测量系统。利用平均光子能量为0.3 MeV、脉冲宽度25 ns、剂量率2.03×107Gy.s-1,和平均光子能量为1.0 MeV、脉冲宽度25 ns、剂量率5.32×109Gy.s-1的2种脉冲γ射线分别作用于多模和单模光纤,分别采用波长为405,660,850,1 310和1 550 nm的激光光纤传输系统对辐射感生损耗进行了测量。获得了光纤辐射感生损耗和辐射剂量的关系,并对实验结果进行分析。从实验结果可以看出:在近红外到可见光范围内,脉冲γ射线对光纤作用产生的辐射感生损耗随探测波长减小而增大;在0.1~3.5 Gy剂量范围内,多模光纤辐射感生损耗和辐射剂量呈线性关系。分析辐射对光纤的作用机制和实验结果后得出:光纤基质原子的电子能级对传输光子的共振吸收而造成吸收损耗增加;光纤折射率分布的改变从而导致波导损耗增加。     

溶剂对辐射变色膜吸收剂量的影响

本实验室分别选用无水乙醇和丙酮溶液为溶剂制成两种类型的辐射变色膜, 并对这两种辐射变色膜进行了60Co γ射线与紫外线辐照, 研究不同溶剂对辐射变色膜吸收剂量的影响。实验发现, 60Co γ射线与紫外线辐照后, 使用丙酮作溶剂的辐射变色膜变色效果比无水乙醇的更加明显。在相同的辐照剂量下, 使用丙酮作为溶剂的变色膜比用无水乙醇的光谱吸收峰(680 nm)值平均高65.5%。γ射线辐照时, 用丙酮作为溶剂的辐射变色膜变色的辐照剂量下限为0.5 Gy, 而用无水乙醇做为溶剂的为1 Gy; 紫外辐照时, 用丙酮为溶剂的辐射变色膜吸收峰处吸收剂量的线性响应区间为0～6×100 μJ/cm2, 而用无水乙醇做为溶剂的为0～36×100 μJ/cm2。     

灵芝酸A对人肝癌细胞的辐射增敏效应的初步研究

本研究旨在初步探讨灵芝酸A(GAA)对人肝癌细胞系HepG2在高LET中子和低LET的γ射线条件下的辐射敏感性的影响及差异。研究中,我们用CCK-8方法检测不同浓度GAA对HepG2增殖抑制作用。选取低浓度(5μmol/L)GAA预处理细胞24 h,分别给予不同剂量的中子辐照或γ射线辐照,分别检测克隆存活率、细胞凋亡和γH2AX蛋白的foci的形成。结果表明:在不加GAA的情况下,高LET中子辐射比低LET的γ射线对细胞产生的凋亡比例高;在添加了GAA后,与未加GAA对照组相比,诱导细胞凋亡的比例明显增加;另外,加GAA处理后,细胞增殖抑制率也随着辐照剂量的增加而增高。即GAA能增加HepG2细胞的辐射敏感性,而在同样GAA剂量下,HepG2细胞对高LET中子辐射比低LET的γ射线更敏感。由此,这项研究说明灵芝酸或可开发成为一种天然辐射增敏剂,从而为癌症特别是肝癌的放疗提供新的辅助治疗方法。     

低剂量连续辐射引起的小鼠免疫系统的变化

为了评估低剂量X射线连续辐射对BALB/c小鼠健康机体免疫系统的影响, 实验采用X射线全身连续照射BALB/c小鼠, 照射第一天剂量为0.07 Gy, 剂量率0.2 Gy/min, 之后每天照射0.08 Gy, 共照射12 d, 累积剂量1.03 Gy, 照射后24和48 h取血、胸腺和脾脏。 流式细胞仪检测免疫细胞周期和凋亡的变化, 胸腺和脾脏指数用重量法获取。 实验结果表明, 小鼠胸腺细胞的周期在照射后24 h被阻滞在G2/M期; 外周血淋巴和胸腺细胞周期48 h被阻滞在 G0/G1期, 细胞凋亡比例在照射后两个时间点都显著增加; 脾脏淋巴细胞周期24 h被阻滞在 G0/G1期, 48 h被阻滞在 S期, 细胞凋亡比例在24和48 h显著减少; 脾脏指数在照射后48 h显著减少。 故低剂量X射线连续全身照射BALB/c小鼠可激活免疫细胞不同的周期监测点, 引起免疫细胞凋亡比例发生变化, 造成一定的辐射损伤, 且这种影响随着免疫器官的不同而不同。 For estimating the effect of low doses X ray continual irradiation to immunity system of mouse, BALB/c mice were continually irradiated to 1.03 Gy by X rays at a dose rate of 0.2 Gy/min in 13 d. At 24 or 48 h after irradiation, the immunocyte cycle and apoptosis were determined by flow cytometry, and the thymus and spleen weights were measured too. The results showed that the cycle of thymocyte were arrested in G2/M at 24 h, the number of peripheral blood lymphocytes and thymocytes in G0/G1 phase at 48 h was up and the percentage of apoptosis had a significance increase in both of time points; the cycle of spleen lymphocytes was delayed in G0/G1 at 24 h, in S phase at 48 h, the apoptosis had a significance decrase at 24 and 48 h; spleen index declined significantly at 48 h. The results suggested that low doses continual X ray whole body irradiation could activate different cell cycle checkpoints, and result in some changes of apoptosis and some damages to immunocytes. The continual X ray irradiation affects the organs differently, it might provide experiment basis for radioprotection.     

碳离子辐照对人肺癌细胞A549细胞周期进程的影响

选取对数生长期人肺癌细胞A549接受0—6.0 Gy 碳离子照射， 用克隆形成法检测细胞的存活率； 并于照射后12和24 h收集细胞， 用流式细胞术检测细胞周期各时相的细胞百分比， 观察不同剂量碳离子辐照对A549细胞周期进程的影响。 结果显示: 0—6.0 Gy 碳离子照射后细胞存活率显著下降； 照射后12 h细胞发生G0/G1期阻滞， 而照射后24 h， 1.0 Gy 照射组细胞在G0/G1期阻滞， 2.0—6.0 Gy 照射组细胞在G2/M期阻滞。 上述结果表明， 在A549细胞接受碳离子照射后的12 和24 h内， 1.0 Gy 照射可持续激活细胞G1期检查点， 而2.0—6.0 Gy 碳离子照射后其细胞周期进程是随时间变化的。 To investigate the effects of cell cycle progression of A549 cell induced by 12C6+ ion irradiation at different doses, the survival fractions of the A549 cells were determined by colony forming assay; cell cycles were analyzed by FACS at 12 h or 24 h after irradiation. The results showed that the percentage of survival in the A549 cells decreased with irradiation doses. Compared with control group， the percentage of the cells in G0/G1 phase significantly increased at 12 h after irradiation with different doses of 12C6+ ions. However， at 24 h after irradiation the percentage of the cells in G0/G1 phase significantly increased with 1.0 Gy 12C6+ ions， while the cells showed increasing percentage in G2/M phase with 2.0, 4.0 or 6.0 Gy 12C6+ ions. The results suggested that G1 cell cycle checkpoint was activated in 12—24 h after irradiation with 1.0 Gy 12C6+ ions， but after irradiation with 2.0—6.0 Gy 12C6+ ions， the cell cycle progression of the A549 cells changed with time.     

甲基化抑制剂5-氮杂2′-脱氧胞苷对三维培养A549细胞辐射敏感性的影响

为探讨DNA去甲基化试剂5-氮杂-2′-脱氧胞苷(5-aza-2′-deoxycytidine,5-Aza-CdR)对三维(3D)培养模式下的肺腺癌细胞A549辐射敏感性的作用,开展了系列实验。使用不同浓度5-Aza-CdR处理单层(2D)A549细胞72 h后,MTT法检测其对A549细胞的增殖抑制作用。选取低浓度(2,5μmol/L)5-Aza-CdR预处理2D和3D培养的A549细胞72 h,X射线分别辐照1,2,4,6 Gy,检测微核形成率和克隆存活。实验结果显示,不同浓度的5-Aza-CdR均能抑制2D的A549细胞增殖,且呈剂量依赖性。5μmol/L药物预处理2D与3D细胞并联合辐照后诱导的细胞微核形成率均显著高于相应的对照组,并且细胞存活率显著降低。不过,较低浓度5-Aza-CdR(2μmol/L)预处理的3D培养A549细胞4,6 Gy辐照后微核数目较未用药处理组显著增加,克隆存活率较未用药组显著降低(P0.05),而在2D培养A549细胞中未观测到上述现象。研究结果表明,5-Aza-CdR能抑制A549细胞增殖,3D培养A549细胞药物预处理更能增加其辐射敏感性。结果暗示,为减少对正常细胞的毒性作用,在临床放疗中,可低剂量使用5-Aza-CdR,实现肿瘤的有效靶向治疗。     

12C和X射线辐照人肺癌细胞H1299的生物学效应

用高传能线密度（LET）的12C离子束和低LET的X射线辐照体外培养的非小细胞肺癌H1299(p53基因缺失), 研究它们的辐照生物学效应的差异。 用克隆形成率法测定了细胞对射线的辐射敏感性; 用AnnexinV/PI试剂盒检测了细胞早期凋亡; 用流式细胞仪检测了细胞周期变化。 实验结果表明, 12C离子束辐照H1299细胞的存活率明显低于用X射线辐照的; 12C离子束引起H1299细胞的早期凋亡率明显高于X射线辐照引起的, 且持续时间更长; 12C离子束引起的H1299细胞G2/M期的抑制更明显。 说明H1299细胞对高LET的12C离子束的辐射敏感性高于对X射线的, 重离子对p53基因缺失型肿瘤的治疗可实施较低的照射剂量、 较少的照射次数和较长的时间间隔。     

^12C和X射线辐照人肺癌细胞H1299的生物学效应

用高传能线密度（LET）的^12C离子束和低LET的X射线辐照体外培养的非小细胞肺癌H1299（p53基因缺失）,研究它们的辐照生物学效应的差异。用克隆形成率法测定了细胞对射线的辐射敏感性;用AnnexinV/PI试剂盒检测了细胞早期凋亡;用流式细胞仪检测了细胞周期变化。实验结果表明,^12C离子束辐照H1299细胞的存活率明显低于用X射线辐照的;^12C离子束引起H1299细胞的早期凋亡率明显高于X射线辐照引起的,且持续时间更长;^12C离子束引起的H1299细胞G2/M期的抑制更明显。说明H1299细胞对高LET的^12C离子束的辐射敏感性高于对X射线的,重离子对p53基因缺失型肿瘤的治疗可实施较低的照射剂量、较少的照射次数和较长的时间间隔。     

不同LET辐射致DNA集簇性损伤的研究

利用辐照质粒DNA构象变化的分子模型,以DNA糖苷酶Fpg和AP核酸内切酶EndoIII识别并切割辐射所致DNA碱基损伤,将其转换为DNA断裂损伤,通过电泳分析DNA分子构象变化,研究比较γ射线、质子和7Li离子诱发DNA集簇性损伤。50Gy以上高剂量γ辐射对质粒DNA的损伤主要表现为单链断裂(SSB)和很少比例的双链断裂(DSB),并能产生一定水平的集簇性损伤。相比之下,高能质子束和高LET的7Li离子直接所致DNA的断裂损伤以及所产生的集簇性碱基损伤比γ射线的要严重,质子10Gy照射就可诱发明显的集簇损伤。     

X射线和~(60)Coγ射线辐照食管癌细胞的拉曼光谱研究

食管癌细胞(EC9706)经不同剂量X射线和60Coγ射线辐照后继续培养24h,利用激光拉曼光谱分析EC9706细胞内部蛋白质、核酸、脂类等生物大分子的构象和含量变化。分析发现,两种放射源各剂量组拉曼光谱的峰强和频移与空白对照组之间都存在较大的差异。主要表现为(1)X射线辐照后,对照组光谱中存在的某些谱带,个别剂量组中该谱带却消失。蛋白质主链中骨架C-N振动引起的1114 cm-1谱带在各剂量组中普遍消失,膜脂中膜结合β-胡萝卜素的C=C振动谱带1523 cm-1仅存在于6Gy组。(2)60Coγ射线辐照后,蛋白质酰胺Ⅲ带在中等剂量(4、5Gy)组中β折叠结构向无规卷曲转化,大剂量组中DNA中的磷酸二酯(O-P-O)基团的非氢键化程度增强。拉曼特征峰在不同剂量组中的变化,为进一步从物理能级结构角度研究X射线和60Coγ射线对EC9706细胞的辐照损伤机制提供了实验依据。