用于细胞放射生物学研究的α照射模型

本文主要介绍我们建立的用于细胞放射生物学研究的α照射装置，包括：细胞培养室、照射室和控制装置等３部分。细胞照射用的放射源为６个活度在（３．３３－２００）ＭＢｑ范围内的２３８Ｐｕ电镀源，通过旋转放射源装置和非同轴转动准直器提供了一个均匀性优于５％的辐射场。培养室内可通５％ＣＯ２的空气混合气体及保持室内温度为３７．３±０．４℃。用金硅面垒探测器测得α粒子到达细胞表面的能量为３．９４ＭｅＶ，细胞核所受最大和最小剂量率分别为２０和０．３３ｃＧｙ／ｍｉｎ。用此装置研究了小鼠Ｃ３Ｈ１０Ｔ１／２细胞的存活曲线和以６０Ｃｏγ射线为参比的相对生物效能（ＲＢＥ）。得到细胞的平均致死剂量为０．５７Ｇｙ，在存活份额为８０％、３７％、５％时，相应的相对生物效能分别为１１．３、６．６和４．２。     

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.     

辐射防护的生物学基础--辐射生物效应

人类必须研究电离辐射的生物效应，以保护其自身及其它物种免受电离辐射的有害影响，同时在应用中最大限度地获取利益，辐射生物效应，作为辐射防护的生物学基础，一直受到国内外辐射防护界的极大关注。本文就辐射防护密切相关的辐射随机效应，辐射致癌概率，小剂量照射效应及组织权重因子等进行简要讨论。     

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。     

P53基因、Bcl-XL基因表达对淋巴性肿瘤细胞株辐射敏感性的影响

本文运用PCR－SSCP银染法检测人淋巴细胞恶性肿瘤株8226、U266、Raji、Jurkat、Daudi p53基因状态,RT－PCR半定量检测了Bcx-xL的mRNA的相对表达,DNA片段释放法检测细胞受照后24h的细胞DNA链断裂量,探讨了p53基因功能状态及Bcl-xL基因表达对细胞株8226、U266、Raji、Jurkat、Dsaudi辐射敏感性的影响。结果表明,淋巴细胞恶性肿瘤株8226、U266、Raji、Jurkat、Daudi均存在p53基因突变,高表达Bcl-xL基因的细胞株较低表达细胞株有较强的辐射耐性。     

模拟空间辐射生物学效应的研究进展

空间辐射的来源和成分非常复杂,是威胁航天员健康和生命安全的主要因素。目前还不能实现真实的空间辐射环境的生物效应研究,因此,地面模拟空间辐射环境,研究相应的效应规律和机理,为空间辐射健康危害评价和防护措施的研究提供重要依据。本文介绍了空间复杂的电离辐射环境,模拟空间辐射环境研究的相关生物学效应特征：不同传能线密度辐射效应的差异性,低剂量与低剂量率辐射效应,不同辐射源的复合生物效应,以及微重力与辐射的复合生物学效应。在此基础上,对未来的发展做了初步的展望。     

粒子微束辐射生物学效应研究进展

粒子微束能够将单个或精确数目的粒子定点、定位射人靶目标,使得辐射生物学效应的研究由定性走向了定量。本文介绍了辐射目标靶研究,以及低剂量辐射生物学效应、低剂量辐射旁效应和重离子微束辐射生物学效应的研究进展。现代精确粒子微束的建立,有助于进一步研究低剂量辐射和空间辐射等生物学效应。     

急性、分次及慢性γ线照射诱发猕猴生物效应的比较研究

本文就高剂量率急性一次(223mGy/min)、分次累积(223mGy/min,每周照射一次,0.25Gy/次)及低剂量率慢性连续(每周照射5天,50mGy/d)γ射线照射时,在0—2Gy 累积剂量范围内,对猕猴造血、免疫及细胞遗传学方面某些生物效应进行了比较研究。不同方式照射时机体损伤程度和特性不一,急性照射组各类效应均比其它受照组明显;而分次和慢性照射组的剂量-效应规律则比较相似。在低剂量率慢性照射情况下,PHA 激活淋巴细胞微核、淋巴细胞染色体无着丝点断片及总断裂数在累积剂量为0.25Gy 时就出现了明显增高(p<0.05),且与受照剂量呈线性正相关。它们的剂量-效应曲线尾部(在1—2Gy 区)均呈现有“坪”的现象。停照后一年中动态观察的结果表明,各照射组动物受照时所诱发的效应,绝大多数是可恢复的。急性组恢复至正常所需时间较其它组长,其中免疫和造血机能的恢复呈显著波动性,而细胞遗传学效应随停照后时间的延长逐步恢复。     

辐射生物学研究发展的趋势——系统辐射生物学

辐射生物学研究已有80余年,虽然我们对辐射诱导各种生物学效应发生的基础、过程、结果以及各种影响因素已经有了较深入和广泛的认识,但随着研究的深入和应用的广泛,出现了许多用过去的辐射生物学理论和模型无法说明和解释的问题。要研究和阐明这些问题,需考虑生物系统的复杂性、反应的多样性、效应发生的时效性和生物调节反馈的多样性,从多维的角度用系统的方法进行研究。本文介绍了系统辐射生物学,研究系统辐射生物学需要考虑的主要方面,以及研究的方法和影响因素。     

一氧化氮对肿瘤细胞辐射敏感性的影响研究

调节肿瘤细胞中一氧化氮（Nitrogen monoxide,NO）的合成量,观察NO对细胞辐射敏感性的影响。结果显示乏氧和L-甲基盐酸精氨酸（L-N^G-Monomethylarginine hydrochloride,L-NMMA）作用均可显著抑制NO的合成,但对一氧化氮合酶（Inducible nitrogen monoxide synthase,iNOS）活性无显著影响;NO可以增强肿瘤细胞对射线的敏感性也增强,但两者变化并非线性相关;乏氧和L-NMMA作用抑制肿瘤细胞中NO的合成,会降低细胞对射线的敏感性;同母本细胞相比,基因转染建立NO含量较高的肿瘤细胞,氧增比（Oxygen Enhancement Ratio,ORE）下降,提示NO参与射线引起的细胞损伤。     

普通小麦品种辐射敏感性及其诱变效应的研究

利用~(60)Co-γ射线辐照含水量13％的小麦休眠种子,从形态学、细胞学和生理生化三方面综合研究了普通小麦品种辐射敏感性。结果表明,普通小麦品种间辐射敏感性存在显著差异,并呈正态分布。对供试的49个品种进行模糊聚类分析,普通小麦品种辐射敏感性分为极敏感型、敏感型、中间型、迟钝型和极迟钝型五类。不同遗传背景品种的辐射敏感性强弱具有以下关系:重组品种>地方品种>辐射实变品种。植物品种辐射敏感性强弱取决于DNA损伤的自身修复能力。M_1辐射敏感性不同的品种,其M_2的诱变效果也不同。在7.74C/kg(30kR)以下的剂量范围内。对辐射敏感的品种实变频率高,数量性状的变异程度大。因此,在辐射育种上,选择敏感的品种作辐照材料可收到较好的效果。     

普通小麦品种辐射敏感性及其诱变效应的研究

利用~(60)COγ射线辐照含水量13%的小麦休眠种子,从形态学、细胞学和生理生化三方面综合研究了普通小麦品种辐射敏感性。结果表明,普通小麦品种间辐射敏感性存在显著差异,并呈正态分布。对供试的49个品种进行模糊聚类分析,普通小麦品种辐射敏感性分为极敏感 型、敏感型、中间型、迟钝型和极迟钝型五类。不同遗传背景品种的辐射敏感性强弱具有以下关系:重组品种>地方品种>辐射实变品种。植物品种辐射敏感性强弱取决于DNA损伤的自身修复能力。M_1辐射敏感性不同的品种,其M_2的诱变效果也不同。在7.74C/kg(30kR)以下的剂量范围内。对辐射敏感的品种实变频率高,数量性状的变异程度大。因此,在辐射育种上,选择敏感的品种作辐照材料可收到较好的效果。     

辐射生物学效应基础与医源性辐射防护

减轻公众医源性辐射负担的当务之急是要求医务工作者在了解辐射生物学效应和辐射防护研究的基础上,尽可能优化各种放射诊疗方案,减少不必要的照射。本文介绍近年来辐射生物效应基础研究、辐射危害的流行病学调查、医源性照射等方面的研究进展,供医源性辐射防护领域的研究和应用借鉴。     

Tat-SmacN7诱导肿瘤细胞辐射敏感性的机理研究

探讨Tat—SmacN7诱导食管癌细胞株ECl09和非小细胞肺癌细胞株NCL—H460辐射敏感性的机制。采用体外培养EC109细胞和NCL—H460细胞,实验分为对照组、单纯给药组、单纯照射组和给药联合照射组,用RT-PCR检测CAPS8、CASP9和CASP3的转录水平,Fluorogenic caspase assay试剂盒检测Caspase-3.-8、和一9的活性,ELISA方法检测Caspase活性。结果显示,两种肿瘤细胞在使用Tat—SmacN7联合Caspase的抑制剂z—VAD—fmk后,存活曲线较不使用抑制剂组均有明显上移;Caspase-3、-8、和-9的活性在Tat—SmacN7组明显提高,提示Tat—SmacN7可通过细胞凋亡线粒体途径发挥辐射增敏作用,有望成为一种新的辐射增敏剂。     

α粒子照射诱发细胞存活的旁效应及机理研究

以人－中国仓鼠卵巢杂交细胞（AL细胞）为靶，通过在照射源与受照射细胞间插入网络对细胞进行定比照射，以及用受照射细胞培养液培养未受照射细胞两种方式，检测未受照射细胞存活率变化，研究α粒子照射细胞时对未受照射细胞存活的影响。通过观察自由基清除剂二甲基亚砜（DMSO）和细胞间通讯阻断剂Lindane对α粒子照射诱发的细胞存活旁效应的抑制作用探讨其可能的机理。研究结果表明，α粒子照射细胞时的未受照射细胞，以及受α粒子照射细胞的培养液培养的未受照射细胞，其存活率均明显低于预期值或正常细胞水平；而DMSO和Lindane均能明显提高细胞存活率。这提示α粒子照射细胞存在旁效应，活性氧和细胞间通讯在α粒子诱发细胞存活旁效应中可能起着重要作用。     

α粒子微束定点照射--细胞的放射生物学效应及精确性分析

进行微束试验的关键是能够精确地控制照射的粒子数和将粒子准确地射入受照射位点.该研究通过对哥伦比亚大学单粒子微束装置在精确性、准确性以及各项指标的分析发现该装置可精确地控制照射粒子数,精确率为98.4%.同时,它可将α粒子准确地射入受照射位点,束半径为34,达到设计4的标准.在对细胞特定位点如细胞质照射上,粒子击中细胞质至少一个位点的概率为90%,在这一过程中的偶然核击中率,对大多数照射剂量(8个粒子)均小于0.8%.应用该微束装置的放射生物学研究发现单个α粒子仅导致大约20%的致死率,其存活率曲线类似于用常规照射获得的平均粒子存活曲线.诱变试验首次证实单个α粒子在AL细胞的CD59基因位点可诱导出比对照高出3倍数量的诱变子,诱变率随粒子数的增加而增加.这一结果不同于常规照射中,诱变率在高剂量照射后下降的结论.     

福岛的辐射健康效应极小

正【世界核新闻网站2014年4月2日报道】联合国原子能辐射效应科学委员会(UNSCEAR)于2014年4月2日公布了一份题为《电离辐射源、效应与风险》的报告。这份报告是该委员会向联合国大会提交的2013年度报告,其中的一份附件介绍了该委员会对2011年日本福岛第一核电厂事故造成的辐射照射及相关风险水平开展的全面研究所获得的成果。对于福岛事故,这份报     

α粒子照射诱发细胞基因突变的旁效应及机理研究

对α粒子照射诱发人类11号染色体(Hchr 11)基因突变的旁效应及其可能的机理进行研究。用包含单条Hchr 11的人一中国仓鼠卵巢细胞杂交细胞系(A1)为靶细胞,经CD59表面抗原抗体在补体存在下筛选突变细胞克隆,测定Hchr 11基因突变率;在α粒子照射源与受照射细胞间插入网格,定比例照射细胞,观察α粒子照射的细胞对周围未受照射细胞基因突变的影响,即旁效应;通过观察自由基清除剂二甲基亚砜(DMSO)和细胞间通讯阻断剂高丙体六六六(Lindane)对α粒子照射诱发Hchr 11基因突变旁效应的抑制作用探讨其可能的机理。单纯α子照射细胞诱发的基因突变率与照射剂量存在明确的剂量效应关系;用α粒子加网照射的实验模型,仅15％的细胞受到照射时,群体细胞的基因突变率明显高于受照射细胞的预期基因突变率,表明未受照射的细胞中也发生了基因突变;DMSO能显著减少α粒子照射细胞诱发的基因突变,但对其诱发的基因突变旁效应无明显抑制作用;与此相反,Lindane对单纯α粒子照射细胞诱发的基因突变无明显影响,但能显著降低α粒子照射细胞诱发的基因突变旁效应。α粒子照射细胞诱发的基因突变存在旁效应;细胞间通讯在α粒子照射诱发细胞基因突变旁效应中起重要作用。     

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.