重离子照射肿瘤细胞的相对生物学效应值

对人肝癌细胞SMMC-7721细胞和黑色素瘤细胞A375细胞,进行80.55MeV 12C6 离子、X射线和γ射线照射,通过克隆存活实验获剂量-存活曲线,以X射线或γ射线为标准,计算重离子的相对生物学效应(Relative biological effectiveness,RBE ).结果显示,两种细胞的重离子RBE值都大于1,且分次照射的RBE大于单次照射.重离子照射SMMC-7721细胞的RBE高于A375细胞,分次照射的差异更明显.重离子具有独特的物理特性及高传能线密度(Line energy transfer,LET)下的强杀伤作用,可有效杀伤不同肿瘤细胞,减弱了细胞间的敏感性差异.临床的分次照射重离子治疗时,细胞的亚致死修复明显降低,可采取较少的照射次数达到杀伤肿瘤的目的,提高肿瘤治疗效率,减轻病人痛苦.     

12C6+重离子辐照对人肝细胞、肝癌细胞端粒酶活性表达的影响

为探索碳离子束辐照对细胞中端粒酶活性的变化,利用兰州近代物理研究所重离子研究装置(Heavy ionresearch facility in lanzhou,HIRFL)产生的碳离子(31MeV/μ12C6 ),以人肝细胞HL-7702,肝癌细胞SMMC-7721为实验对象,用不同剂量1Gy、2Gy、3Gy、4Gy的重离子分别对两种细胞进行照射,用多聚酶链式反应.银染端粒重复序列扩增法(PCR-telomeric repeat amplification protocol,TRAP-PCR)银染端粒重复序列扩增法检测不同剂量下细胞端粒酶活性的变化.结果显示,人肝细胞HL-7702自身没有端粒酶活性,经1Gy辐照后也没有端粒酶活性,在2和3Gy处出现端粒酶活性,4Gy处端粒酶活性又消失.肝癌细胞SMMC-7721在1～3Gy处随着剂量的增大端粒酶活性升高,在4Gy处又开始下降;在1～3Gy处随着时间的推移端粒酶活性随着时间而加强(p<0.05).分析得知,重离子辐射可以诱导人肝细胞产生端粒酶活性,也可以改变肝癌细胞的端粒酶活性.端粒酶参与细胞受辐照后DNA单链损伤的修复;辐照后DNA双链断裂导致端粒酶活性减弱.本实验使重离子在辐照治疗中的优势得以体现.     

高LET重离子照射人肿瘤细胞的DNA双链断裂及修复研究

依托兰州近代物理研究所的HIRFL装置对人肝癌细胞SMMC-7721进行高LET的重离子辐照,同时利用脉冲场凝胶电泳研究高LET辐射引起的细胞DSB及其修复的特点.对于不同离子的辐射进行了比较分析,探索重离子的辐射生物学效应机理.结果发现,随着剂量的增加,初始DSB在给定剂量范围内呈线性增长,LET较高的氩离子的剂量效应曲线具有较大的斜率.对于DSB分布情况的研究发现,LET不同,大小片段的分布随着剂量的变化呈现不同的变化情况.修复研究显示两种LET辐射的快修复在30 min左右都已经结束,此后都开始了慢修复,对于高LET的氩离子辐射来说,快修复和慢修复完成的修复量均高于较低LET的碳离子辐射.4 h时,两种辐射残余的DSB基本一致.结果证明了高LET辐射下初始DSB与剂量的线性依赖关系,且发现不同种类的离子辐射引起的DSB的剂量效应曲线的斜率不同.结果也显示了DSB的非随机分布现象和DSB修复的双阶段模式,发现LET、离子种类和剂量对于DSB的片段非随机分布同时存在影响,同时修复结果提示慢修复机制和错修复在高LET辐射引起损伤的修复研究中可能具有重要意义.     

重离子束诱发细胞染色体断裂产额的计算模拟

建立了一种简捷的方法来计算细胞接受重离子照射后发生染色体断裂的产额。L02细胞接受碳离子照射后染色体断裂的产额，并应用早熟染色体凝集技术获得该细胞在经重离子照射后的染色体断裂产额的实验值。通过理论计算，得到了^12C^6＋照射人正常肝细胞L02后不同吸收剂量点的染色体断裂产额，与应用早熟染色体凝集技术实验中实际获得的染色体断裂产额基本吻合。说明，细胞在接受重离子束照射的初始阶段可能是物质相互作用的物理过程，细胞内的生物机能对这一过程的干预尚未启动。提示重离子的高相对生物学效应与重离子的物理特性密切相关。     

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.     

电离辐射旁效应的研究方法概述

无论是放射性核素内照射还是不同射线外照射，无论是辐照体外培养细胞还是活体照射，都存在一定的辐射旁效应。旁效应的研究方法很多，如低剂量常规辐照，未照射细胞与照射细胞共同培养，用辐照细胞条件培养基处理未辐照细胞，微束单细胞定点辐照等。本文就辐射旁效应的研究方法做一综述。     

X射线辐照后人肝细胞、肝癌细胞存活与端粒酶活性关系的研究

利用X射线对体外培养的人肝癌细胞SMMC-7721和正常人肝细胞HL-7702进行辐照,以细胞克隆形成法测定细胞存活率,多聚酶链式反应银染端粒重复序列扩增法(Telomeric repeat amplification protocol,TRAP-PCR)检测细胞中端粒酶活性变化,探讨辐照后细胞存活与细胞中端粒酶活性变化的关系。结果表明,SMMC-7721和HL-7702细胞的存活率都随辐照剂量的增加而相应降低。在1-4Gy剂量范围内,两种细胞的端粒酶活性变化均呈剂量依赖性增强。但在1Gy、2Gy、3Gy剂量下,SMMC-7721其端粒酶活性较对照(0Gy)细胞低;当辐照剂量达4Gy时,端粒酶活性略高于对照细胞。在1-4Gy剂量范围内,HL-7702和SMMC-7721的细胞存活与端粒酶活性在变化趋势上呈负的关系。