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.     

质子剂量和DNA浓度对DNA损伤的影响

利用HI-13串列加速器产生的16 MeV质子,使用凝胶电泳技术对添加和未添加甘露醇的pUC19质粒DNA溶液中DNA分子形态变化进行了观测,研究了同一剂量下不同DNA浓度及同一DNA浓度下不同剂量对DNA链断裂产额的影响.结果表明,未添加甘露醇溶液中DNA浓度效应较明显.两种体系下DNA均表现出明显的剂量响应,即分子...     

用微孔滤膜法检测γ射线引起的哺乳动物细胞DNA双链断裂及其重接

本文改进了Bradley和Kohn测定DNA双链断裂的微孔滤膜法,并用于检测γ射线引起的中国仓鼠卵巢细胞和小鼠骨髓细胞DNA的双链断裂,得到较好的剂量曲线,证明此法重复性好,灵敏度远较中性蔗糖密度梯度离心法高。同时也证明在上述细胞中辐射所致的DNA双链断裂是能够重接的。为DNA双链断裂能够重接的论点提供了又一个实验证据。     

聚合酶β在肝癌细胞DNA辐射损伤修复中的作用

利用第二军医大学裸鼠移植性肝癌细胞（ＳＭＭＣ－ＬＴＮＭ）和不同的ＤＮＡ聚合酶选择性抑制剂ＮＥＭ与ｄ２ＴＴＰ，探讨了肿瘤细胞核中ＤＮＡ聚合酶β参与γ射线辐射损伤ＤＮＡ修复的作用特点，结果表明，该酶参与真核细胞γ射线辐照损伤的ＤＮＡ修复合成，是一种重要的ＤＮＡ修复酶，与正常肝细胞相比，ＳＭＭＣ－ＬＴＮＭ肝癌细胞ＤＮＡ聚合酶β的ＤＮＡ修复合成反应速度快，修复能力强，提示某些肿瘤细胞中该酶的ＤＮＡ辐射损伤     

电离辐射引起的DNA链断裂损伤及其修复

DNA链断裂是电离辐射的主要生物学效应之一,单链断裂由一次击中造成,所以与辐射剂量成线性关系,双链断裂可以一次击中造成,也可由两个位置相关的单链断裂迭加而成,所以与辐射剂量成线性——平方关系。已有各种理化方法能测定活细胞内的单链断裂和双链断裂数。细胞具有修复DNA链断裂的能力,但其机制远不如切除修复机制那么清楚。未修复的链断裂是致死的,被修复的单链断裂完全恢复DNA的正常结构与功能,被修复的双链断裂的生物学效应如何还不清楚。剂量率对辐射的生物学效应有重要影响。     

电离辐射致DNA双链断裂研究方法及统计模型

DNA既是生命物质中信息的载体,也是辐射生物效应最主要的靶分子.电离辐射通过射线的直接作用和间接作用引起DNA分子的多类型损伤,其中DNA双链断裂(Double-strand breaks,DSB)是辐射引起的各种生物效应中最重要的原初损伤之一,成为辐射生物学研究的重点.目前DSB研究的主要方法包括拉曼光谱技术、原子力显微镜、单细胞凝胶电泳、脉冲场凝胶电泳、γH2AX分析技术、早熟染色体凝集等,研究DSB的统计模型包括随机断裂模型、Moment法、Tsallis熵模型、平均分子量法,在此均得到总结,最后探讨了DSB辐照热点的研究前景.     

小鼠扁桃体免疫细胞受照射后DNA双链断裂损伤修复的忠实性

观察了受照射小鼠瓦尔代尔扁桃体环（WRE）在体细胞出现DNA双链断裂修复的忠实性，用^60Coγ射线照后观察WRE细胞凋亡的最高峰，在此时间点处死小鼠，取WRE细胞分别有脂质体和电穿孔方法介导的基因转染技术，将双标记基因质粒pPMH16导入细胞。研究WRE细胞DNA双链修复的忠实性。结果表明，未照射WRE细胞的抗G418转化克隆有69．75％的gpt基因表达，说明大部分断裂的gpt基因被忠实性地修复；2Gy、4Gy射线照射的WRE细胞的转化克隆只有36．05％和21．50％的克隆能正确表达gpt基因功能，说明WRE细胞照射后DNA双链断裂的修复显著低于正常细胞，且剂量越大，修复的忠实性质越低。脂质体和电穿孔方法介导的基因转染技术可用于原代细胞基因转染的研究，照射后的WRE细胞易发生DNA双链断裂错误重接。     

γ射线诱导的肝癌细胞DNA双链断裂

为了揭示辐射生物学效应的机理,用倒转脉冲场凝胶电泳（ＰＩＧＥ）研究了γ射线辐照肝癌ＳＭＭＣ－７７２１细胞诱导的ＤＮＡ双链断裂（ＤＳＢ）及其修复２４、４８ｈ后的产额和片段的分布情况。结果表明：修复０ｈ和２４ｈ的样品,ＤＮＡ片段释放百分比（ＰＲ）随着剂量的增加而增加;诱导的ＤＳＢ片段主要是１Ｍｂｐ－２Ｍｂｐ的大片段;ＤＳＢ产额分别为０．３８ＤＳＢｓ／１００Ｍｂｐ．Ｇｙ和０．０６ＤＳＢｓ／１００Ｍｂｐ．     

哺乳动物细胞DNA辐射损伤与修复的研究Ⅱ 羟磷灰石离心-荧光法检测γ-线所致鼠血淋巴细胞DNA链断裂与重接

我们改进了能用于检测不分裂细胞DNA链断裂与重接的羟磷灰石离心—荧光法。证明了鼠血淋巴细胞能将γ—线引起的DNA断链重接。但受30Gy损伤的细胞修复不完全,继续保温至8小时又发生断裂,同时细胞活力下降,再次肯定我们以前提出的观点:即重接DNA分子的再断裂是一种不可逆的生化变化,它可能是细胞死亡的预兆。     

病毒蛋白与宿主相互作用及其对细胞放射敏感性的影响

为了解病毒感染对电离辐射生物效应的可能影响和作用机理,本文着重评述了病毒编码蛋白与宿主细胞蛋白的相互作用,特别是干扰宿主DNA 损伤修复、影响辐射致细胞凋亡、干扰DNA损伤后的细胞周期检查点,以及其对哺乳动物细胞的放射敏感性的影响.病毒蛋白与宿主细胞的相互作用,不仅在病毒感染及相应致病作用中扮演着重要角色,而且也影响到被感染组织对辐射或某些化学物质的反应.业已证实,一系列的病毒蛋白与宿主蛋白发生作用,这种作用与包括DNA修复、凋亡、细胞周期检查点在内的DNA双链断裂的细胞反应有关,造成宿主蛋白的细胞定位改变、降解、失活或激活等;另外一些蛋白直接或间接调节多种宿主基因的转录水平,或诱发辐射损伤反应相关蛋白的转录后修饰的变化,使得这些基因产物上调或下调、活性改变.病毒蛋白与宿主的相互作用,在一定程度上改变了细胞的放射敏感性.充分、准确地了解病毒感染的辐射生物学意义,将促进我们关于人体对辐射健康效应的个体敏感性的理解和对未来辐射防护思路的拓展.     

14MeV单能中子致DNA链断裂及相应防护研究

利用中国原子能科学研究院600kV高压倍加器产生的14MeV的单能中子,以不同剂量对不含和含有甘露醇或香兰素衍生物VND3207的质粒DNA进行了照射,使用凝胶电泳技术观测了DNA分子的链断裂。结果表明,中子可诱发DNA分子发生单链和双链断裂,随剂量的升高,链断裂产额逐渐增加,具有明显的剂量响应。在含有甘露醇和VND3207的研究体系中,也存在一定的剂量响应,但相比不含两者的体系而言,剂量响应不明显,且在相同剂量下DNA分子的链断裂产额极低。此结果反映出研究中所选用浓度的甘露醇与VND3207可有效降低中子辐射所诱发的DNA单链和双链断裂的产生,对DNA分子起到极好的保护作用,具有一定的中子辐射防护能力。     

Preliminary Studies on Base Substitutions and Repair of DNA Mismatch Damage Stimulated by Low Energy N＋ Ion Beam Implantation in Escherichia coli

Ever since the low energy N+ ion beam has been accepted that the mutation effects of ionizing radiation are attributed mainly to direct or indirect damage to DNA. Evidences based on naked DNA irradiation in support of a mutation spectrum appears to be consistent, but direct proof of such results in vivo are limited. Using mutS, dam and/or dcm defective Eschericha coli imitator strains, an preliminary experimental system on induction of in vivo mutation spectra of low energy N+ ion beam has been established in this study. It was observed that the mutation rates of rifampicin resistance induced by N+ implantation were quite high, ranging from 9.2×10-8 to 4.9 ×10~5 at the dosage of 5.2 ×1014 ions/cm2. Strains all had more than 90-fold higher mutation rate than its spontaneous mutation rate determined by this method. It reveals that base substitutions involve in induction of mutation of low energy nitrogen ion beam implantation. The mutation rates of mutator strains were nearly 500-fold (GM2929), 400-fol     

当归红芪超滤物对重离子12C6+辐射肝癌细胞DNA损伤修复的影响

将人肝癌H22细胞分成4组,分别为对照组、药物组(100 mg/L)、辐射组(2 Gy)及联合组(100 mg/L药物 + 2 Gy照射),采用CCK-8法、单细胞凝胶电泳、γ-H2AX免疫荧光原位杂交技术以及Western Blotting印迹法,研究当归红芪超滤物(Radix Angelicae Sinensis and Radix Hedysari, RAS-RH)对重离子¹²C⁶⁺辐射引起人肝癌H22细胞DNA损伤修复的影响和其可能的机制。结果表明,在0～72 h和给药剂量为5～200 mg/L范围内,RAS-RH对人肝癌H22细胞的增殖抑制作用具有时间和剂量依赖性,其20%抑制浓度IC₂₀为(117.6±2.15)mg/L;单细胞凝胶电泳显示联合组头部DNA含量低于辐射组,而尾部DNA含量、尾距TM、Olive尾距OTM均高于辐射组;γ-H2AX免疫荧光原位杂交技术发现RAS-RH不增加重离子¹²C⁶⁺辐射引起的DNA损伤,但在2—12 h,DNA双链断裂的γ-H2AX foci修复作用被RAS-RH抑制,DNA损伤持续存在;Western Blotting显示RAS-RH通过下调Ku70/80及Rad51的蛋白表达,抑制γ-H2AX的聚集。以上结果说明RAS-RH对人肝癌H22细胞的辐射增敏作用可能是下调DNA损伤修复相关因子Ku70/80及Rad51的表达。     

The Effect of Atmospheric Pressure Plasma Corona Discharge on pH,Lipid Content and DNA of Bacterial Cells

Effect of plasma corona discharges on the pH, whole cell lipids and DNA of bacteria is investigated. Results showed an increase in the acidity levels of water due to plasma reactive species which, however, were not responsible for bacterial cell death. No changes in the whole cell lipid contents were observed, while DNA after plasma treatment showed deterioration of the amplified sequences, indicating the possible occurrence of DNA degradation. In conclusion, reactive species produced by plasma discharges affects DNA, possibly contributing to cell death.     

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。     

FOXM1在食管鳞癌中的表达及对其放射敏感性的影响

采用Real-time PCR检测40例食管鳞状细胞癌及相对应癌旁组织中FOXM1(Forkhead box M1)m RNA表达情况;免疫组织化学方法检测94例食管鳞状细胞癌组织中FOXM1蛋白的表达情况,分析其与鳞状细胞癌临床病理之间的关系;采用针对FOXM1的si RNA沉默ECA-109、TE-1细胞中FOXM1基因表达水平,通过免疫荧光染色、克隆形成实验检测FOXM1对食管鳞状细胞癌放射敏感性的影响。结果表明,FOXM1m RNA表达水平在食管癌组织中显著高于癌旁组织(p0.01),其蛋白表达水平与病人生存期负相关。si RNA能有效干扰ECA-109细胞中的FOXM1表达水平,FOXM1沉默细胞中X-射线诱发的γH2AX焦点显著多于对照细胞,FOXM1沉默细胞电离辐射后克隆形成能力显著低于对照细胞。结果提示,FOXM1在食管鳞癌中的表达增加,其表达水平与病人预后负相关;FOXM1基因沉默可显著增强细胞放射敏感性,因此,FOXM1有可能成为食管鳞癌的治疗靶点。     

青蒿琥酯对人宫颈癌HeLa和Siha细胞辐照后DNA损伤水平的影响

为研究青蒿琥酯联合照射对人宫颈癌HeLa和Siha细胞DNA损伤的影响,取对数生长期细胞,通过MTT比色法测定不同浓度青蒿琥酯作用24h对HeLa和Siha细胞生长的抑制效应,将细胞分为单纯照射组和联合治疗组,每组分别给予0、2、4、6Gy四个剂量的60↑Coγ射线照射,应用单细胞凝胶电泳（SCGE）法检测青蒿琥酯对HeLa和Siha细胞照射后DNA损伤的影响。MTT结果表明,青蒿琥酯对宫颈癌HeLa和Siha细胞的生长抑制呈剂量依赖性。单细胞凝胶电泳法检测发现：联合治疗组HeLa细胞经0、2、4和60↑Coγ射线辐照后彗星细胞的尾部DNA百分数及Olive尾矩明显大于单纯照射组,差别有统计学意义（P〈0．05）,而Siha细胞联合治疗组与单纯辐照组相比,无明显差异。实验结果表明,青蒿琥酯对p53突变型予宫颈癌HeLa细胞具有明显的放射增敏作用,而对p53野生型子宫颈癌Siha细胞没有明显的放射增敏作用。     

低剂量12C6+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.     

Chromatin and DNA chain fragmentation studies on apoptosis in immune cells induced by ^235U and radioprotection of IL—2 or IL—6

The apoptosis in human acute lymphoblastic leukemia cell line Molt-4 cell and macrophage cell line Ana-1 cell are studied after internal irradiation with enriched uranium 235U.The cumulative absorption dose of ^235U in cultural cells through different periods are estimated.The fluorescence microscopic observations indicate that Molt-4 and Ana-1 immune cells internally irradiated by ^235U displayed significant chromatin fragmentation and marked pyknosis in immune cells nuclei.as well as DNA chain fragmentation and apoptotic bodies formation.It should be noted that DNA chain fragmentation induced by ^235U may be inhibited statistically by IL-2(interleukin-2)or IL-6 treatment.