电离辐射诱导淋巴细胞线粒体DNA 889bp和3895bp缺失的分析

探索电离辐射是否诱导人淋巴细胞永生化细胞系mtDNA 889bp和3895bp缺失.对指数生长期的人淋巴细胞永生化细胞系照射10Gy 60Coγ射线,照射后24h、48h提取纯线粒体DNA,用巢式巢式聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)方法进行线粒体DNA 889bp、3895bp缺失分析,与未照射细胞系进行比较;并将纯化的第二轮PCR产物进行测序和核苷酸同源性分析.结果表明,用于分析线粒体DNA 3895bp缺失的引物,可特异性扩增出10Gy照射诱导的淋巴细胞线粒体DNA3895bp缺失,该扩增产物经纯化、测序证实线粒体缺失发生在线粒体DNA序列的548-4443bp之间.研究发现,用于扩增线粒体DNA 889bp的引物在扩增出目的DNA片段的同时,也可扩增出未发生缺失的DNA片段.第二轮缺失片段扩增产物经纯化、测序证实线粒体缺失发生在线粒体DNA序列的11688-12576bp之间.所有未照射细胞无线粒体DNA 889bp和3895bp的缺失.说明电离辐射可诱导淋巴细胞线粒体DNA 889bp和3895bp的缺失.     

电离辐射致人外周血有核细胞mtDNA 4977bp缺失水平分析

采集6名正常人外周血,体外进行60Coγ射线单次照射,剂量分别为0、1、2、3、4和5 Gy。照射后2小时采用实时定量PCR方法检测60Coγ射线诱发的人外周血有核细胞mtDNA 4977bp缺失(ΔmtDNA4977)和mtDNA总拷贝数(mtDNAtotal),探讨用ΔmtDNA4977为指标进行辐射事故生物剂量估算的可能性。结果表明,在0～5 Gy照射剂量范围内,6名健康人mtDNA样品中的mtDNAtotal拷贝数、ΔmtDNA4977拷贝数和ΔmtDNA4977缺失率在照射后明显高于未照射(0 Gy)的mtDNA样品(p0.05),但各照射剂量组间未见明显差异(p0.05)。提示电离辐射能够诱发人外周血mtDNA样品中4977bp缺失的累积和mtDNA总拷贝数的增加,但ΔmtDNA4977水平与受照剂量间未见明显的剂量-效应关系。     

X射线致人外周血线粒体DNA 4977bp缺失的时效关系研究

采集2名25岁健康男性外周血进行不同剂量（0～10 Gy）单次X射线照射,于照后取不同时间点（2、12、24、48和72 h）培养的细胞提取基因组DNA,利用实时定量PCR检测不同时间点线粒体DNA（mtDNA）4977bp缺失情况,探讨X射线致人外周血mtDNA 4977bp缺失的时间效应关系。结果表明,受照剂量为5 Gy时,随着照射后培养时间的增加,mtDNA 4977bp缺失拷贝数、mtDNA总拷贝数和mtDNA 4977bp缺失率均有增加趋势。培养时间为24 h和72 h时,在0～10 Gy剂量范围内mtDNA 4977bp缺失拷贝数、mtDNA总拷贝数和mtDNA 4977bp缺失率随着受照剂量的增加而增加。提示X射线诱发的mtDNA 4977bp缺失和mtDNA总拷贝数具有时间和剂量累积性。     

人外周血线粒体 DNA4934bp自发缺失及60Coγ射线诱发缺失的剂量效应关系初探

为探索正常人群外周血样品中线粒体DNA(mtDNA)4934bp缺失的发生比例及电离辐射是否可以诱发该缺失,对109例正常人外周血样品进行分析,确定正常人外周血样品中发生该缺失的比例,将3例缺失阳性正常人外周血样品,使其受到0、2和6Gy 60Co γ射线照射,对4934bp缺失发生情况进行研究;经分析发现,41%的正常人外周血样品具有该缺失,聚合酶链反应PCR产物经克隆、测序和核苷酸同源性分析证实该缺失发生在线粒体DNA重链nt8435-nt13368之间.自发缺失发生比例与供者年龄增长相关(p<0.01),与性别无关.使用半定量聚合酶链反应(Polymerase chain reaction,PCR),缺失阳性正常人外周血样品在接受0、2和6Gy γ射线照射后,检测其mtDNA 4934bp的缺失情况,发现在照射前后外周血线粒体DNA均有该缺失;以正常人外周血所做的半定量分析发现在照射0、2和6Gy后该缺失水平分别为23、25和27.说明电离辐射诱发人外周血样品缺失水平随剂量增加而增高.     

单细胞凝胶电泳对辐射所致肿瘤细胞DNA损伤的研究

为探测肿瘤细胞的辐射敏感性,应用单细胞凝胶电泳技术和^3H-TdR掺入方法,对γ射线照射的K562、SMMC－772和HOS8603细胞株单细胞DNA链断裂的辐射效应进行了研究,实验表明上述3种肿瘤细胞在受到1－20Gy^60Coγ射线照射后细胞迁移率增高,迁移距离延长,并且DNA合成受到抑制,^3H-TdR掺入下降。     

~(60)Coγ射线诱导人淋巴细胞线粒体Cytb、ATPase6和ATPase8基因表达改变的研究

用实时荧光定量PCR(Real-timePCR)探讨了60Coγ射线诱导人淋巴细胞线粒体Cytb、ATPase6和ATPase8基因表达的改变。以1、3、5、8和10Gy60Coγ射线分别照射指数增长期的人淋巴细胞永生化细胞株,8h后利用逆转录PCR(RT-PCR)摸索各基因的最佳实验条件,进而利用Real-timePCR的方法定量检测各基因表达变化,观察辐射对Cytb、ATPase6和ATPase8基因表达影响的量效关系;同时以5Gy60Coγ射线照射人淋巴细胞后,分别于不同时点(0.5、4、8、12、24、48和72h),通过RT-PCR和Real-timePCR方法检测各基因表达的变化,观察其时效关系。结果发现,在mRNA水平上,线粒体Cytb、ATPase6和ATPase8基因表达总体上调。Cytb和ATPase8基因在8Gy剂量范围内,呈现出随剂量增加基因表达增强的量效关系趋势;观察时效关系,发现5Gy剂量照射后4h左右,3种基因表达增强最显著,且Cytb和ATPase8基因分别持续高表达至48h和72h。因此,60Coγ射线可以诱导人淋巴细胞线粒体Cytb、ATPase6和ATPase8基因表达的改变,总体上呈现表达增强趋势。     

p53基因状态对人卵巢癌细胞辐射敏感性的影响

本研究应用PCR-SSCP银染法检测3株人卵巢癌细胞p53基因的存在状态,以四甲基偶唑蓝（MTT）染色法和流式细胞术（FCM）比较不同p53基因状态的肿瘤细胞在1～10Gy^60Coγ射线照射后的体外生长及凋亡率。结果显示,p53野生型的A2780细胞^60Coγ射线照射后发生明显的生长抑制和凋亡,而p53基因突变型的A2780-CP细胞和缺失型的SKOV3细胞则呈现较强的辐射抗性。本研究结果说明,人卵巢癌细胞的p53基因状态直接影响其对γ射线照射的敏感性。     

用流式细胞术检测γ射线诱发淋巴细胞γ-H2AX与照射剂量的关系

本研究使用流式细胞术检测了外周血淋巴细胞γ-H2AX表达水平,探讨了该方法用于辐射生物剂量估算的可能性。采集健康人外周血,进行体外60Coγ射线照射,利用γ-H2AX特异性抗体对淋巴细胞进行间接免疫荧光标记,采用流式细胞仪分析淋巴细胞中γ-H2AX的几何平均荧光强度值,并计算出相对荧光强度;比较了仪器类型和参数设定对上述两项指标的影响,以上述两项指标分别建立照射后30 min的剂量-效应曲线并进行对比。结果显示:参数设定和仪器类型均明显影响60Coγ射线照射后γ-H2AX几何平均荧光强度,而对相对荧光强度无显著影响。因此,用流式细胞仪分析γ-H2AX的相对荧光强度,较好地解决了实验的稳定性和重复性问题,有望成为一种估算辐射生物剂量的新方法。     

^60Coγ射线照射淋巴细胞诱导PIG3和GADD45基因mRNA变化

用60Coγ射线照射正常人外周血永生化淋巴细胞系后,初步分析受照细胞中PIG3和GADD45基因mRNA表达水平的改变状况,并探讨上述基因作为辐射生物剂量计的可能性及意义.用60Coγ射线照射淋巴细胞,采用不同剂量(0～10Gy)照射和照射后不同时间点(0～72h)收集细胞,抽提mRNA,用Real-time PCR检测细胞中PIG3和GADD45基因mRNA表达水平的变化.结果表明,正常人外周血永生化淋巴细胞系中PIG3和GADD45基因mRNA表达水平随照射剂量的增高而增加,并呈现出剂量效应关系.5Gy剂量60Coγ射线照射后,淋巴细胞中PIG3和GADD45基因mRNA表达水平随时间的推移不断增高,在8h时均达到最高,随后开始降低.PIG3和GADD45基因对辐射均较敏感,其表达具有良好的剂量效应和时间效应关系,但相比而言,PIG3的表达随照射剂量和照射后时间的变化更加显著,更有潜力作为生物剂量计以满足实际需要.     

60Co γ射线照射对培养小鼠骨髓基质细胞IL-6表达的影响及机制研究

观察了^60Coγ射线照射对培养小鼠骨髓基质细胞（BMSCs)的白细胞介素－6（IL－6）mRNA及蛋白表达的影响。采用Dexter方法体外培养小鼠BMSCs,8.0Gy^60Coγ射线照射后用放射免疫法测定培养上清液中IL－6的浓度,应用逆转录聚合酶链式反应（RT－PCR）的方法检测IL－6的mRNA表达,同时与NF－KB抑制剂PDTC或地塞米松预处理的BMSCs相比较。结果表明,培养小鼠BMSCs在正常情况下低表达IL－6,辐射后2h时其mRNA水平表达升高,4h时达峰值,之后开始下降;其蛋白表达在2h时开始升高,8－12h时达峰值,24h时基本恢复正至正常水平;而BMSCs在受照射前2h用PDTC或地塞米松预处理后,辐射并不引起IL－6mRNA表达的改变。结果显示,^60Coγ射线照射能够激活培养小鼠BMSCs细胞IL－6基因的转录,使细胞分泌IL－6增多,其机制可能与照射引起的NF－KB活化有关。     

Natural background radiation

Conclusions The data presented show that the yearly background dose equals on the average about 2 mSv (200 mrem). Two thirds of the dose is attributable to internal radiation from natural radionuclides—primarily the decay products of radon and thoron, entering the human body with inhaled air. The external irradiation is due approximately equally to cosmic radiation and natural emitters such as⁴⁰K and radionuclides of the thorium and uranium series.Comparison with doses owing to the use of artificial radionuclide and other sources of ionizing radiation (Fig. 5) indicates that their contribution is insignificant. Amongst them diagnostic use of radiation (0.4 mSv) still predominates. The dose owing to nuclear tests in the atmosphere, which in 1963 reached approximately 7% of the average yearly dose owing to natural sources, is now less than 1%. The contribution of nuclear power in the first half of the 1980s did not reach 0.1% and, if forecasts of the growth of nuclear power are realized, by the year 2000 it will not exceed 1% of the background dose.Judging from reports by Soviet experts [7–9], the accident at the Chernobyl nuclear power plant will increase insignificantly the collective dose to the population of the European part of the USSR and will not affect the validity of the last conclusion: the dose due to nuclear power up to year 2000 will not exceed 1% of the background dose.Translated from Atomnaya Énergiya, Vol. 64, No. 1, pp. 46–56, January, 1988.     

辐射化学在辐射生物学发展和研究中的作用

辐射化学是连接辐射物理与辐射生物学的时空桥梁,其理论、模型和实验方法对促进辐射生物学的研究和发展起到不可缺少的重要作用。辐射诱导的化学变化不仅是辐射生物学效应的早期事件,在辐射诱导的DNA损伤与修复、生物辐射敏感修饰剂、辐射诱导的活性氧分子代谢和功能等研究领域都扮演重要角色。随着辐射生物学效应研究朝着系统辐射生物学方向发展,辐射生物学效应发生机理的精确研究和定量描述更需要辐射化学的方法和手段支持。