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。     

12C6+离子辐照诱发人类肝L02细胞hprt基因突变的研究

本文研究12C6 离子辐照人类肝细胞系L02细胞诱发hprt基因突变与剂量的效应关系,为正确评价重离子对人体正常组织细胞的辐射风险及危害提供基础数据和依据.分别用12C6 离子束(LET为30 keV/μm)和X射线(LET为0.2 keV/μm)对L02细胞进行0～6Gy照射后,用克隆形成法检测细胞的存活分数,另外在含有6-TG的培养基中克隆、筛选hprt突变细胞株,测定突变频率.结果表明:12C6 离子辐照后L02细胞的存活分数明显小于X射线照后.两种射线照射后,每106个存活细胞中突变克隆的个数随照射剂量增大而增大,受照细胞的突变频率也都在1Gy处最大.但相对于X射线,人类肝细胞系L02细胞对高LET重离子辐射更敏感,而且12C6 离子束诱发更多的存活细胞hprt基因突变.     

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.     

~(18)F-氟代脱氧葡萄糖影响HepG2肝癌细胞增殖的初步研究

为研究18F-FDG对HepG2肝癌细胞增殖的影响,探讨其作用机制,以0—92.5×106 Bq/mL的18F-FDG作用HepG2肝癌细胞后6、12和24 h,用倒置显微镜观察、流式细胞术和逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)技术检测细胞增殖、凋亡、活性氧含量及P53基因表达。结果表明,18F-FDG能诱导HepG2肝癌细胞的凋亡,并随18F-FDG放射性浓度的增大,细胞凋亡率增大,活性氧含量增加,P53表达增强。由此可见,18F-FDG能通过诱发HepG2肝癌细胞凋亡来抑制其增殖,且抑制率呈放射性浓度依赖性升高。     

硫酸镁对人脐静脉血管内皮细胞的辐射防护作用

对数生长期的人脐静脉血管内皮细胞(Human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)分3组进行不同处理后采用流式细胞仪检测细胞周期分布;Annexin V/PI双染法测定细胞凋亡率;Western blot检测Bcl-2蛋白的表达情况;RT-PCR法检测Bcl-2 mRNA的表达情况。结果显示,硫酸镁可以在X-射线照射24 h后改善HUVECs细胞G2/M期阻滞;在辐照后24、48、72 h可以提高细胞对X-射线的辐射敏感性,并增加细胞凋亡率(t=4.24、7.19、3.20,p0.05);在辐照后48、72 h能明显抑制抗凋亡蛋白Bcl-2蛋白的表达;照后24、48、72 h的Bcl-2 mRNA表达量减少(t=3.034、6.182、3.957,p0.05)。结果提示,硫酸镁可以缓解X-射线照射后细胞G2/M期阻滞,增加照射后HUVECs的细胞凋亡率,降低X-射线诱导的抗凋亡蛋白Bcl-2的表达。     

中子辐射生物效应研究进展

从中子诱导的DNA损伤及修复、基因组不稳定性、染色体畸变、细胞周期阻滞、细胞凋亡以及中子的相对生物效应等6方面介绍了中子辐射生物效应的研究进展.结果表明:中子辐射所致的.DNA损伤多数是双链断裂.损伤修复是按一定规律进行的;中子诱导的基因组不稳定导致哺乳动物突变频率增加,这种不稳定性还可在活体内传递;中子诱导染色体畸变的产量与吸收剂量关系遵循一元二次方程;快中子能阻滞细胞的G1期;细胞凋亡是中子诱发细胞损伤的主要形式,并且有时间剂量相关性;与X射线和60Co γ射线相比,中子具有较强的生物效应.     

WORT增强γ射线对SHG44细胞周期及凋亡的影响

研究渥曼青霉素（Wortmannin，WORT）对人脑胶质瘤细胞辐射增敏作用及诱导细胞凋亡。用克隆法、流式细胞术和激光共聚焦显微镜扫描技术检测细胞克隆形成、细胞周期和凋亡以及凋亡的形态学特征。结果表明：WORT能抑制细胞克隆形成，和^60Coγ射线联用抑制作用增强，表现出协同作用。WORT和^60Coγ射线联用能引起SHG-44细胞G1期阻滞，WORT能增强^60Coγ射线诱导的细胞凋亡，凋亡细胞核固缩和核碎裂，可见凋亡小体。以上结果表明，WORT可能通过诱导细胞G1期阻滞和凋亡途径来增加细胞的辐射敏感性。     

辐射基因治疗黑色素瘤的实验研究

研究低剂量辐射结合腺病毒(AdCMV)载体介导的p53基因转导对人黑色素瘤A375细胞系基因转移效率和辐射敏感性的影响.用复制缺陷的重组腺病毒载体(AdCMV-p53)介导入p53基因转染1 Gy X-射线预辐照的A375细胞系,RT-PCR检测mRNA水平,流式细胞仪测定细胞周期阻滞及外源性P53蛋白表达情况,克隆形成率测定辐射后细胞存活率.用携带报道基因的复制缺陷重组腺病毒载体AdCMV-GFP作为对照.实验结果表明,1 Gy X-射线辐照可较高地增加AdCMV-p53对A375细胞的基因转导效率,转导的外源性野生型p53可在A375(wtp53)细胞中高效表达,并诱导细胞周期G1期阻滞;单纯转导p53对A375细胞无明显诱导凋亡和生长抑制效应;而转导p53后给予X-射线辐射,当剂量达到4 Gy及其以上时,48h后AdCMV-p53感染组细胞开始出现明显形态改变,克隆存活率明显低于AdCMV-GFP感染组和未感染组,显示存活曲线下移,4Gy时细胞存活率就减少了1个量级.小剂量辐射既可有效增加AdCMV-p53介导的p53转导,又不会对患者产生明显副作用;转导野生型p53的人黑色素瘤A375细胞系显示P53过表达;过表达的P53蛋白虽然对A375细胞无明显生长抑制及凋亡诱导作用,但可明显增加其辐射敏感性.这表明p53是基因治疗黑色素瘤较好的侯选基因,也为临床上放疗联合基因治疗黑色素瘤提供了实验室依据,即减轻临床上对于辐射敏感性差的肿瘤单纯大剂量照射或单纯基因疗法中rAd-p53制品用量过大而给病人造成的毒副作用.     

低剂量~(12)C~(6+)离子辐照对小鼠胸腺、脾脏细胞周期及DNA损伤的影响

研究低剂量12C6+子全身辐照对小鼠胸腺、脾脏细胞周期进程及DNA损伤的影响.以0、10、50、75、100和250mGy 12C6+离子全身辐照小鼠,照射后6h处死小鼠,用流式细胞仪检测受辐照小鼠胸腺、脾脏细胞在各细胞周期的百分率,用彗星电泳技术检测受辐照小鼠胸腺脾脏细胞的拖尾率和拖尾长度.所有照射组G0/G1期胸腺细胞百分率明显低于对照组,(p<0.05),10～100mGy照射组S期胸腺细胞百分率显著高于对照组(p<0.01),所有照射组(G2/M)期胸腺细胞百分率明显高于对照组(p<0.05);所有照射组G0/G1期脾细胞百分率明显高于对照组(p<0.01),S期脾细胞百分率显著低于对照组(p<0.05).彗星电泳结果显示低剂量12C6+离子辐照以剂量依赖的方式引起小鼠胸腺脾脏细胞DNA迁移长度及拖尾率的增加.低剂量的碳离子辐射可促进小鼠胸腺细胞DNA合成,对小鼠脾脏细胞产生抑制作用,使其发生G1期阻滞;同时对胸腺及脾脏细胞造成具有明显剂量效应关系的DNA损伤.     

碳离子辐射对人肝癌细胞SMMC-7721细胞周期和P53、MDM2及P21表达的影响

研究^12C^6＋离子辐照对体外培养人肝癌细胞SMMC-7721细胞周期和P53、MDM2及P21表达的影响。采用0、1．0、2．0、4．0、6．0Gy^12C^6＋离子束辐照细胞，用克隆形成法观察细胞存活情况；同时在辐照24h后用流式细胞仪检测细胞周期的变化，Western-blot检测细胞中P53、MDM2及P21蛋白表达情况。结果发现，重离子辐照后细胞存活率显著下降；1．0Gy、4．0Gy和6．0Gy照射组发生G0／G1期阻滞，而2．0Gy照射组出现G2／M期阻滞；Western-blot结果显示细胞辐照后MDM2的57kD蛋白表达水平无明显变化，而76kD蛋白表达水平随辐照剂量逐渐上升；P53和P21蛋白表达水平随辐照剂量增高。以上结果提示不同剂量的^12C^6＋离子束照射可激活SMMC-7721细胞不同的细胞周期检测点，其中G0／G1期阻滞与P53和P21蛋白以及MDM2截短体76kD蛋白的表达水平升高有关。     

80MeV/u 12C6+离子辐照小鼠头部对脾脏细胞周期分布的影响

研究重离子辐照小鼠头部对脾脏细胞周期分布的影响，为重离子放射治疗癌症和太空防护提供基础数据。80MeV／u能量的^12C^6＋对BALB／c小鼠头部给以0、0．5、1、2、4、10Gy的照射，用流式细胞仪测脾脏细胞周期分布。重离子辐照后36h，小鼠脾脏细胞S期细胞随着辐照剂量的增加显著减少（p〈0．05）；0．5Gy组、4Gy组和10Gy组出现G0／G0期阻滞明显阻滞（p〈0．05），1Gy组和2Gy组无显著变化（p〉0．05）；0．5Gy组G2／M期细胞显著减少（p〈0．01），其它剂量组明显阻滞（p〈0．05）。重离子辐照小鼠头部对小鼠脾脏细胞周期分布有明显影响。     

80MeV/u 12C6+离子辐照小鼠头部对骨髓细胞周期分布的影响

研究重离子辐照小鼠头部对骨髓细胞周期分布的影响,为重离子放射治疗癌症和太空防护提供基础数据.80MeV/u能量的12C6 离子对BALB/c小鼠头部给以0、0.5、1、2、4、10Gy的照射,用流式细胞仪测骨髓细胞周期分布.随着重离子辐照剂量的增加,G1/G0期细胞出现明显阻滞(P＜0.05),而G2/M期细胞出现显著减少(P＜0.05).说明重离子辐照小鼠头部对小鼠骨髓细胞周期分布有明显影响,也同时表明电离辐射对骨髓细胞周期分布的影响也有一种间接作用.     

受辐射肝癌细胞所诱导旁效应与p53的关系

通过检测受照射细胞及与其共培养旁细胞的损伤情况及p53抑制剂对其的影响,研究了肝癌细胞辐射敏感性及辐射诱导的旁效应与p53的关系.发现肝癌细胞的辐射敏感性与p53密切相关:野生型p53辐射敏感性最高,突变型的次之,缺失型的敏感性最低.同时,辐射诱导的旁效应与p53状态亦密切相关,仅野生型p53肝癌细胞(HepG2)对旁细胞(chang氏肝细胞)具有旁效应,且未受照射旁细胞中产生的微核具有明显的剂量效应和时间效应;而突变型(PLC)和缺失型(Hep3B)的肝癌细胞几乎不能诱导辐射旁效应的产生.另外,p53抑制剂可显著抑制辐射旁效应的产生.     

Potential role of DNA-dependent protein kinase in cellular resistance to ionizing radiation

In this paper, we study the ability of DNA-PK-deficient (M059J) and -proficient (M059K) cells to undergo the rate of cellular proliferation, cell cycle distribution and apoptosis after 10 Gy X-ray irradiation, and the role of DNA-PK in radiosensitivity. The results showed that M059J cells exhibited hyper-radiosensitivity compared with M059K cells. A strong G2 phase arrest was observed in M059J cells post irradiation. Significant accumulation in the G2 phase in M059J cells was accompanied by apoptosis at 12 h. Altogether, the data suggested that DNA-PK may have two roles in mammalian cells after DNA damage, a role in DNA DSB repair and a second role in DNA-damaged cells to traverse a G2 checkpoint, by which DNA-PK may affect cellular sensitivity to ionizing radiation.     

Effect of p53 on lung carcinoma cells irradiated by carbon ions or X-rays

The study is to investigate the feasibility and advantages of heavy ion beams on radiotherapy. The cellular cycle and apoptosis, cell reproductive death and p53 expression evaluated with flow cytometry, clonogenic survival assays and Western blot analysis were examined in lung carcinoma cells after exposure to 89.63 MeV/u carbon ion and 6 MV X-ray irradiations, respectively. The results showed that the number colonyforming assay of A549 was higher than that of H1299 cells in two radiation groups; A549 cellular cycle was arrested in G2/M in 12 h and the per-centage of apoptosis ascended at each time point of carbon ion radiation with doses, the expression of p53 upregulated with doses exposed to X-ray or carbon ion. The cell number in G2/M of H1299 and apoptosis were increasing at all time points with doses in 12C6+ ion irradiation group. The results suggested that the effects of carbon ions or X rays ir-radiation on lung carcinoma cells were different, 12C6+ ion irradiation could have more effect on upregulating the ex-pression of p53 than X-ray, and the upregulated expression of p53 might produce the cellular cycle G2/M arrested, apoptosis increasing; and p53 gene might affect the lung cancer cells radiosensitivity.     

神经肽P物质对放射损伤皮肤成纤维细胞周期及凋亡的影响

为探讨神经肽P物质(substance P,SP)对放射损伤皮肤成纤维细胞凋亡及周期的影响,将人皮肤成纤维细胞(human foreskin fibroblasts,HFF-1)分为0 Gy组(对照组)和12 Gy组、18 Gy组、12 Gy+SP组、18 Gy+SP组4个实验组。实验组经12 Gy、18 Gy的电子束照射,其中12 Gy+SP组、18 Gy+SP组于照射前1 h给予10^-7 mol/L SP干预。照射后48 h,流式细胞术检测细胞周期及细胞凋亡率;实时荧光定量PCR检测Bcl-2、Bax表达情况。细胞周期检测显示,与0 Gy组相比,12 Gy和18 Gy组细胞G₂期百分比显著增加;18 Gy+SP组与18 Gy组相比,细胞G₂期百分比显著降低。细胞凋亡检测显示,与0 Gy组相比,12 Gy和18 Gy组细胞凋亡率显著升高;SP干预组(12 Gy+SP组、18 Gy+SP组)较照射组(12 Gy组、18 Gy组)的细胞凋亡率显著降低。实时荧光定量PCR对Bcl-2和Bax表达检测显示,与0 Gy组相比,12 Gy和18 Gy照射组细胞Bax基因表达显著升高,Bcl-2基因表达显著降低;SP干预组(12 Gy+SP组、18 Gy+SP组)较照射组(12 Gy组、18 Gy组),Bcl-2基因表达显著升高,Bax基因表达差异不显著。上述结果揭示,电子束照射可诱发人皮肤成纤维细胞的凋亡及细胞G₂期阻滞;SP可抑制放射损伤人皮肤成纤维细胞的凋亡及G₂期阻滞。     

The role of autophagy in cell survival from heavy ion irradiation in the plateau region

To study cytotoxic effect of heavy ion irradiation in the plateau region, and investigate whether autophagy in- duced by heavy ion irradiation is cytoprotective, HeLa cells were irradiated with 350 MeV/u carbon ions beams, and the clonogenic survival was analyzed. The results showed that cell survival decreased with increasing doses. It was also found that G2/M-phase cells increased, and the autophagy-related activity was significantly higher than the control. When autophagy was blocked by 3-methyladenine in carbon-ion irradiated cells, G2/M phase arrest and the percentage of apoptosis cells were further elevated, and cell survival decreased significantly, in- dicating the induction of cytoprotective autophagy by carbon-ion irradiation. Our results demonstrated that autophagy induced by carbon ion irradiation provided a self-protective mechanism in HeLa ceils, short-time inhibition of autophagy before carbon-ion irradiation could enhance radiation cytotoxicity in HeLa cells.     

重离子诱导人舌鳞癌细胞凋亡和Bax/Bcl-2蛋白表达的变化

探讨重离子辐照对人舌鳞癌Tb细胞的凋亡及Bax/Bcl-2蛋白表达的影响.采用0、0.5、1.0、2.0、4.0 Gy重离子束辐照人舌鳞癌Tb细胞,应用MTT法检测细胞存活,流式细胞技术检测细胞周期变化,Hoechst 33258/PI复染法观察Tb细胞凋亡形态,并采用Western-blot法检测Bax/Bcl-2蛋白表达情况.结果发现,Tb细胞经12C6+离子束辐照后存活率显著下降,呈剂量依赖性的生长抑制;Tb细胞呈现蓝色荧光浓集成团的凋亡形态,且凋亡比例随辐照剂量增加;G2/M期细胞百分数随照射剂量增加而增加(P＜0.05).Western-blot结果显示Bax蛋白表达水平随辐照剂量逐渐上升,但在4 Gy组其表达不再增高,Bcl-2蛋白在1.0、2.0、4.0 cy组随剂量增大呈下降趋势.以上结果提示重离子束辐照对Tb细胞有抑制作用,Bax/Bcl-2蛋白表达是重离子治癌的机制之一.     

Radiosensitivity of hepatoma cell lines and human normal liver cell lines exposed in vitro to carbon ions and argon ions at the HIRFL

Human hepatoma (SMMC-7721) and normal liver (L02) cells were irradiated with γ-rays, ¹²C⁶⁺ and ³⁶Ar¹⁸⁺ ion beams at the Heavy Ion Research Facility in Lanzhou (HIRFL). By using the Calyculin-A induced premature chromosome condensation technique, chromatid-type breaks and isochromatid-type breaks were scored separately. Tumor cells irradiated with heavy ions produced a majority of isochromatid break, while chromatid breaks were dominant when cells were exposed to γ-rays. The relative biological effectiveness (RBE) for irradiation-induced chromatid breaks were 3.6 for L02 and 3.5 for SMMC-7721 cell lines at the LET peak of 96 keVμm⁻¹¹²C⁶⁺ ions, and 2.9 for both of the two cell lines of 512 keVμm⁻¹³⁶Ar¹⁸⁺ ions. It suggested that the RBE of isochromatid-type breaks was pretty high when high-LET radiations were induced. Thus we concluded that the high production of isochromatid-type breaks, induced by the densely ionizing track structure, could be regarded as a signature of high-LET radiation exposure.