12C6+离子束照射不同肿瘤细胞显示重离子治疗癌症的明显优势

通过观察两种人恶性肿瘤细胞(人肝癌细胞SMMC-7721和人黑色素瘤细胞A375)对高LET12C6 离子和γ射线辐照的敏感性及其差异,考察重离子治疗肿瘤的可行性及优势.以这两种体外培养的来源于人体不同组织的具有高辐射抗性的恶性肿瘤细胞为实验对象,分别进行12C6 和γ射线0-6Gy内不同剂量点的单次和分次照射,采用克隆存活法统计细胞的存活分数.结果显示,无论是单次还是分次照射,12C6 照射后两种细胞的存活分数均明显低于γ射线照射,而且两种细胞的辐射敏感性差异明显降低,同时分次照射细胞的存活分数没有明显提高.结果表明,高LET重离子照射对肿瘤细胞能明显提高杀伤能力,同时降低了不同细胞辐射敏感性的差异且导致细胞低的修复.以上特点与重离子剂量深度分布相结合,使得重离子在治疗肿瘤时具有特殊的优势.     

α/β值与肿瘤细胞辐射敏感性及肿瘤细胞分次照射生物学效应研究

为考察恶性肿瘤细胞的分次照射效应，选取5种具有高辐射抗性的恶性肿瘤细胞系分别进行单次和分次的γ射线照射，比较它们的剂量存活曲线的α/β值及D50、D10值。结果表明，D50的分次照射效应的高-低排列次序为：SMMC-7721、HeLa、A549、HT29和PC3细胞，D10的分次照射效应的高．低排列次序为：SMMC-7721、HeLa、PC3细胞、A549和HT29细胞。5种肿瘤细胞的α/β值的低．高排列次序为：SMMC-7721、PC3、HeLa、A549和HT29细胞；除PC3细胞外，其余四种细胞的辐射敏感性和分次效应均与α/β值相关，α/β值越小，细胞越不敏感且分次效应越明显。不同组织来源的肿瘤细胞的辐射敏感性差异较大，其修复功能和分次照射的生物学效应也有相应的差异，部分肿瘤细胞的辐射敏感性和分次照射的生物学效应与其修复能力相关，单次照射剂量存活曲线的参数α/β值可作为检测肿瘤细胞的辐射敏感性和分次照射的生物学效应的标准。     

三种肿瘤细胞对γ射线辐射敏感性的比较

选取对数期生长细胞接受0～6Gy^60Coγ射线照射。用克隆形成法检测细胞的存活率，并比较三种细胞的D50（细胞存活分数为50％时的剂量），以衡量细胞的辐射敏感性。同时，以α/β值作为标准衡量了三种细胞的修复能力并与各自的辐射敏感性进行了对比。结果显示，在0～6Gy剂量范围内，三种细胞的辐射敏感性呈现一定差异，在相同的剂量照射下，SMMC-7721细胞的存活分数最高，而A375细胞的存活分数最低。从剂量-存活曲线可以计算出SMMC-7721、HeLa和A375三种细胞的D50分别为2．3、1．9和1．2Gy；其α/β分别为0．36、2．35和5．6。表明三种细胞的辐射敏感性由高到低依次为A375、HeLa、SMMC-7721，而其修复能力由高到低依次为SMMC-7721、HeLa、A375。     

G2期早熟染色体凝集技术预测肝癌细胞低LET射线辐射敏感性

用^60Co产生的γ射线照射人肝癌细胞系SMMC-7721.以克隆形成法测定经照射后的细胞存活率,用化学诱导剂Calyculin-A诱导的早熟染色体凝集（Premature chromosome condensation,PCC）技术研究染色体损伤.结果显示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着线性相关性,染色单体断裂数与细胞存活率之间存在较好的线性相关性.表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.     

质子辐射对人恶性黑色素瘤A375细胞的DNA损伤影响研究

为研究质子辐射对人恶性黑色素瘤的杀伤效应，本研究利用北京HI-13串列加速器提供的15 MeV质子，以0、1、2、4、8 Gy剂量辐照A375细胞，以细胞克隆术和流式细胞术检测A375细胞的克隆形成率、周期阻滞及凋亡率，用免疫荧光法检测2 Gy辐照后细胞的γH2AX焦点数，并与相同条件下的γ射线辐射对比。结果表明，在1～8 Gy剂量下，随着剂量的增加，A375细胞的存活率下降，在4～8 Gy剂量下，细胞的存活率明显低于γ射线。辐照后12 h,细胞G2/M期阻滞随剂量的增加而增加，质子辐射诱导的周期阻滞强于γ射线；辐照后48 h, γ射线诱导的细胞周期阻滞已基本解除，但质子诱导的细胞周期阻滞除1 Gy外，2～8 Gy均未完全解除。辐射诱导的细胞凋亡随照射剂量的增加而增加，随着时间的延长，凋亡比例有所增加，且质子诱导的细胞凋亡率高于γ射线。辐照2 Gy后，γ射线和质子诱导的γH2AX焦点峰值均在照后1 h出现，质子辐射诱导的γH2AX焦点数和大小均高于γ射线。以上结果表明，质子辐射可有效杀伤恶性黑色素瘤A375细胞，在黑色素瘤治疗中有潜在应用价值。     

0.8 MeV单能中子照射洋葱萌发种子后在根尖细胞中诱发微核的相对生物效能

通过由加速器产生的0.8 MeV单能中子和60Coγ射线照射洋葱萌发种子,观察在根尖细胞中微核诱发率,从而更好地了解中子相对生物效能(RBE)。洋葱萌发种子照射单位剂量0.8 MeV单能中子和60Coγ射线后,根尖细胞中的微核诱发率分别为111±6.7(10-2Gy-1)和3.59±0.19(10-2Gy-1)。因此,以60Coγ射线为参考辐射时,0.8 MeV单能中子在洋葱根尖细胞诱发微核的相对生物效能(RBE)值为31.0±2.5。与252Cf裂变中子的RBE比较,0.8 MeV单能中子照射在洋葱根尖细胞中诱发微核的RBE值要高。     

单细胞凝胶电泳技术检测碳离子束和X射线照射对Lewis肺癌细胞的DNA损伤

比较研究了 89.63 MeV/u 的碳离子束和 6 MeV 的 X 射线照射 Lewis 肺癌细胞所致的细胞克隆存活和DNA 损伤效应,以探讨单细胞凝胶电泳检测细胞辐射敏感性及重离子束治疗肿瘤的优势.结果表明,在 10%细胞存活水平上碳离子束的相对生物学效应(Relative biological effectiveness,RBE)值达到1.77.单细胞凝胶电泳检测损伤 DNA 尾部百分含量(Tail DNA,TD)和Olive尾矩(Olive tail moment,OTM)的剂量效应曲线表明,X射线的剂量效应曲线为线性,而碳离子束诱导出-个包含线性和指数项的双阶段效应曲线.碳离子束辐照剂量大于8 Gy后TD和OTM都存在饱和效应.在2 Cy的剂量点,高传能线密度(LET)碳离子束比X射线产生更低的存活分数和更高的初始 OTM.本研究提示:在Lewis肺癌细胞中,碳离子束照射比x射线产生更为强烈的细胞致死和DNA损伤效应,可使肿瘤治疗具有更高效率.     

电离辐射对不同肿瘤细胞细胞周期进程的影响

实验测定了人肝癌细胞系SMMC-7721和hepG2、人卵巢癌细胞系HO-8910和人宫颈癌细胞系Hela受γ射线辐照后的细胞周期阻滞情况,分析了肿瘤细胞DNA损伤后的细胞周期延迟规律和检查点激活的差异。采用^60Coγ射线,剂量率0．30Gy／min,照射剂量3Gy。在照后不同时间收集细胞,用美国贝克曼库尔特公司的流式细胞仪(Coulter Epics XL^TM)测定细胞周期。实验结果如下：     

0.2 MeV中子照射洋葱干种子后在根尖细胞内诱发微核的相对生物效应

为更好地了解单能中子照射的相对生物效应(Relativebiologicaleffectiveness,RBE),用加速器产生的0.2MeV单能中子以及Coγ射线照射洋葱种子,观察单位剂量的两种辐射在根尖细胞中的微核诱发率的60差异。0.2MeV中子单位剂量的微核诱发率为5.36±0.30(%Gy?);60Coγ射线单位剂量的微核诱发率为10.031±0.002(%Gy?)。0.2MeV单能中子照射洋葱种子后在根尖细胞诱发微核的RBE值高达173±15,其1中一个十分重要的因素就是,中子照射所致的DNA损伤的修复效率可能不同于由γ射线照射所致的DNA损伤的修复效率。     

3Gy γ射线对不同肿瘤细胞细胞周期进程的影响

本实验旨在研究电离辐射对不同肿瘤细胞细胞周期进程的影响，为肿瘤的放射治疗提供科学依据。以3Gyγ射线照射指数生长期的肿瘤细胞，用流式细胞术测定细胞DNA含量并确定细胞周期各时相的细胞百分比。实验结果显示，γ射线照射后，SMMC-7721，hepG2和HO-8910细胞的G2／M期发生明显阻滞，且都在辐射后12h累积达到最大值，但S期只发生短暂的延迟，即辐射后6h明显累积，之后下降至接近对照水平或低于对照；Hela细胞的G2／M期和S期均发生显著阻滞。实验结果说明，电离辐射后，不同肿瘤细胞的G2／M期和S期检查点的激活和维持是有差异的。