12C6+重离子辐照大葱的生物学效应

用30Gy、90Gy和180Gy 12C6 重离子辐照处理大葱干种子,研究了它对大葱的生物学效应.经过不同剂量12C6 重离子照射过的大葱,幼苗发芽率、株高等表型随着辐照剂量的增大,呈现明显的"抛物线"趋势.适量的12C6 重离子照射(30Gy)能提高大葱发芽率和抗旱、抗倒伏能力,促进生长发育.重离子辐照能有效地诱导大葱根尖细胞微核和染色体畸变形成,180Gy处理的大葱微核率和染色体畸变率最高达到9.09%和10.03%.本实验为大葱的重离子辐照育种打下基础.     

12C6+重离子辐照油菜诱变效应研究

用30Gy、90Gy和180Gy12C6 重离子辐照油菜干种子,研究其对油菜M1代的诱变效应.结果表明不同剂量12C6 重离子辐照使油菜的出苗率、株高和开花率有不同程度的提高,并使开花期提早;30Gy辐照使单株角果数和单株产量有了一定程度的提高;三种辐照剂量都造成了花粉生活力、千粒重和含油量的降低.RAPD扩增结果表明,42个随机引物中有13个引物扩增出差异条带,30Gy、90Gy和180Gy引起的RAPD变异率分别为22.1%、23.7%和36.2%.研究表明,12C6 重离子辐射能有效地引起油菜DNA序列发生改变,从而诱导基因变异,为油菜育种提供丰富的种质材料.     

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+重离子辐照胡麻种子初步研究

本文研究了6×108 cm-2、1.8×109 cm-2和3.6×109 cm-2的12C6 重离子束辐照对胡麻种子M1代生物学性状和DNA分子多态性等方面的影响.6×108 cm-2辐照处理可引起胡麻发芽率提高,促进植株株高,增强花粉活力.同时辐照处理使胡麻种子千粒重和含油量有不同程度提高,辐射剂量越高,两者数值越大,3.6×109cm-2辐射剂量的胡麻种子千粒重和含油量与对照组的相比分别高出了16.5%和19.9%,此外在此剂量处发现了花粉发生了形态变化.辐照处理对胡麻DNA分子也产生了影响,筛选出的14个随机引物可以扩增出清晰、稳定、重复性好的DNA片段,有52个是多态性DNA片段,比率为52.5%.     

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。     

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.     

辐射联合p53腺病毒重组体转染对肿瘤细胞的影响

以绿色荧光蛋白腺病毒重组体(Replication deficient adenovirus green fluorescence protein recombinant,AdCMV-GFP)为对照,用p53腺病毒重组体(Replication deficient adenovirus p53 recombinant,AdCMV-p53)转染经0、0.25、0.5、1.0、1.5和2.0Gy γ射线预辐射的HepG2(wtp53)、Hela(wtp53,wtP53低水平表达)和HT-29(mtp53,mtP53过表达)细胞,用克隆形成法检测肿瘤细胞存活,探讨AdCMV-p53转染对p53基因状态与功能不同肿瘤细胞辐射敏感性的影响.结果显示,AdCMV-p53转染不仅明显提高肿瘤细胞辐射敏感性,而且与肿瘤细胞内在p53基因状态与功能有关.     

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。     

碳离子束辐照对甜高粱节间参数的影响

研究了碳离子束辐照剂量对甜高粱节间数的影响及辐照后不同节间长度、节间重量及糖锤度的变化规律.结果表明:(1)不同的辐照剂量对节间数影响差异不显著(p>0.05);(2)和对照BJ0601相比,碳离子束辐照后,KFJT-1的节间长度、节间重量及节间糖锤度的平均值均有所增加,增加量的平均值分别为0.6cm,18.9g,0.79%.     

重离子束治癌装置及技术发展

首先简要回顾了重离子束治癌在我国的兴起与发展的情况.随后着重介绍了重离子束治癌装置及部分关键技术:总体布局方案、束流引出模式、束流配送系统、束流旋转机架、辐照门控系统、PET成像等.     

Evaluation of sex specificity on oxidative stress induced in lungs of mice irradiated by 12C6+ions

The aim of this work is to identify if there is sex specificity on 12C6 ion-induced oxidative damage in mouse lung at different time points. Kun-Ming mice were divided into two groups, each composed of six males and six females: control group and irradiation group with a single acute dose of 4 Gy. Animals were sacrificed at 2, 4 and 12 h respectively, there lungs were removed immediately, and the oxidative stress-related biomarkers were measured by Diagnostic Reagent Kits. The results showed that the relative activities of superoxide dismutase (4 h), catalase (2 h) and Se-dependent glutathione peroxidase (12 h) have significant changes (P<0.05) between male groups and female groups, suggesting that the lungs of male mice are more sensitive to counteracting the oxidative challenge. Moreover, higher levels of malondiadehyde and lower contents of glutathione were also found in males, indicating that oxidative stress induced by 12C6 ion is pronounced in the lungs of males. We thought that these sex-responded differences may be attributed to the influence of sex hormones.     

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。     

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.