~7Li离子辐射中直接和间接作用致pUC19 DNA损伤研究

电离辐射的直接和间接作用(自由基)可引起DNA分子的碱基损伤、链断裂(包括单链和双链断裂)和交联等多种损伤。其中,双链断裂(DSB)是辐射引起的各种生物效应中最重要的原初损伤。在液态环境下,辐射诱导产生的自由基可能是单链和双链断裂发生的主要原因。因此,建立适当的体外模式     

电离辐射诱导体外DNA链断裂机理研究进展

概述了电离辐射诱导体外DNA单链断裂（SSB）和双链断裂（DSB）的形成机理。研究结果表明,DNA链断裂产额与DNA浓度和自由基清除剂的清除有力有关。并受DNA超螺旋度的影响。DNAαDSBB除可由直接作用形成外,还可分别由单自由基传递机制和LMDS机制产生;对LET辐射,αDSB主要由LMDS机制产生,而硫醇类化合物对DNA的辐射保护作用则随其电荷态的增加而增加;由于次级自由基反应,体外DNA链断裂具有反向氧效应;非均一动力学的柱模型被广泛地应用于OH等自由基与DNA反应的理论研究。     

单能电子诱发DNA损伤的理论计算

利用径迹结构的方法模拟了单能电子从入射DNA水溶液到最终产生DNA损伤的早期物理和化学变化过程。着重研究了直接能量沉积导致碱基损伤的判断方法、DNA损伤穷举分类的定义及计算机实现方法,以及确定自由基产生位置的随机抽样方法。结果表明：物理、化学径迹与DNA的反应主要以NB（nobreak）的形式存在,而在链断裂中,主要也以易修复的单链断裂(SSB)为主;在为数不多的双链断裂（DSB）中,复杂DSB占到相当数量的份额。验证了DNA是辐射作用主要“靶”的假定。     

高LET的7Li离子致DNA损伤的直接和间接作用研究

在HI-13串列加速器加速的具有高LET值的7Li离子辐照不同浓度的pUC19质粒DNA水溶液、加自由基清除剂(甘露醇)的DNA水溶液以及干状DNA样品,利用高分辨的原子力显微镜技术,研究7Li致DNA损伤的直接作用和间接作用.结果显示,在相同剂量下,7Li离子比低LET辐射能诱发更多的双链断裂,形成更多的集团损伤,使DSB的分布更局部和更密集.对于水溶液DNA,7Li离子的水辐解产生的自由基的间接作用在DNA分子链断裂的产生方面发挥着重要作用,而且自由基清除剂甘露醇能有效地保护DNA分子.     

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。     

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。     

35 γ射线诱导DNA双链断裂的研究

DNA是生物体中一类最基本的大分子，是遗传信息的载体，也是电离辐射引致细胞杀伤或转化的主要靶分子。电离辐射可引起多种类型的损伤，如碱基变化、糖基损伤、单链和双链断裂（DSB）以及DNA和蛋白质的交联等。其中DSB是辐射所致生物效应中最重要的原初损伤，非重接性的DSB则被认为是细胞杀伤效应的最重要的损伤。     

斜纹夜蛾核型多角体病毒DNA链断裂的辐射剂量响应

用琼脂糖凝胶电泳法测定了斜纹夜蛾核型多角体病毒（ＳＩＮＰＶ）经＾６０Ｃｏγ射线辐照产生的ＤＮＡ单链和双链断裂频数，得到在１－１００ｋＧｙ剂量范围内，ＤＮＡ单、双链断裂频数与吸收剂量的关系。实验结果表明，ＳＩＮＰＶ－ＤＮＡ对γ辐射的链断裂响应可以用单靶一次击中和二次击中复合模型描述，单链断裂是一次缶中效应，而病毒ＤＮＡ的双链断裂是一次击中和二次击中事件的共同效应，其中以二次击中事件效应为主。     

^7Li和^12C离子致DNA损伤的研究

脱氧核糖核酸(DNA)是生物体中一类重要的大分子。它是遗传信息的载体，也是辐射生物学效应的最重要的靶分子。电离辐射可引起DNA多种类型的损伤，其中双链断裂(DSB)是辐射所致生物效应中最重要的原初损伤。此实验旨在用原子力显微镜(AFM)研究重离子辐射诱发的DNA双链断裂。     

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.     

氧化应激引起的遗传变化和DNA甲基化改变在肿瘤发生中的作用

氧化应激不但可导致基因遗传变化，还可诱发表观遗传变化。氧化应激引起的遗传变化主要是活性氧（ROS）攻击DNA，造成DNA链断裂、碱基修饰、DNA—DNA交联和DNA．蛋白质交联等多种形式的DNA损伤，这些损伤在肿瘤发生起始阶段发挥重要作用。氧化应激引起的表观遗传变化中，一个重要的机制是DNA甲基化水平改变，主要表现在高甲基化引起基因转录抑制（如抑癌基因）和低甲基化诱导基因转录激活（如癌基因），DNA甲基化水平变化与肿瘤发生息息相关。本工作介绍了ROS诱导的氧化应激引起的遗传改变和DNA甲基化水平变化在肿瘤发生中的作用，并展望了肿瘤治疗的发展趋势。     

γ射线诱导DNA损伤中DNA浓度的影响

作为生物体中的一类基本生物大分子，DNA是离子辐射引致生物效应的关钆靶分子。双链断裂（DSB）是辐射所致生物效应中最重要的原初损伤，非重接性的DSB则被认为是细胞杀伤效应的最重要的损伤。在辐射损伤过程中，射线品质、剂量以及生物体的辐射敏感性等对生物体的损伤程度都有重要影响，已有很多涉及这些方面的报道。DNA浓度可能也是影响辐射致DNA损伤程度的重要因素。     

丙酮三重态对DNA定位损伤的直接鉴定

利用纳秒级激光光解动态吸收光谱装置研究了多聚核苷酸及DNA水溶液中光敏化结果：首次观察到丙酮激发三重态分别与多聚鸟苷酸（Poly[G]）、多聚腺－鸟苷酸（Poly[A，G]）及单链DNA（ssDNA）反应生成鸟嘌呤抽氢自由基的瞬态吸收光谱，从而为丙酮三重态对DNA的定位损伤提供了直接证据。     

质子致DNA链断裂损伤的剂量效应研究

质子作为一种高传能线密度（LET）的辐射，具有能量沉积与局部剂量远大于低LET辐射（如X射线、γ射线和电子束等）的特点，通过物质时有完全不同的径迹结构，能够更有效的诱发DNA发生双链断裂，产生更多的不能修复性损伤，引起细胞的转化和死亡以及癌的发生等较高的相对生物效应（RBE）。在DNA分子水平上研究质子致生物损伤的机理，深入了解其辐射特点及危害程度，并研究相应的防护途径十分重要，     

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。     

低能光子致DNA链断裂的蒙特卡罗模拟研究

为研究不同类型和能量的粒子照射细胞核DNA时导致的DNA损伤等辐射生物效应,建立了DNA、染色质原子模型,并开发了纳剂量蒙特卡罗程序NASIC。该程序可模拟包括光子、电子、质子在内的多种粒子在生物介质中的作用过程,既包括物理和化学径迹结构,也包括后续的生物响应过程。使用NASIC程序模拟了~(137)Cs源、Al的K层特征X射线(Al_K)源照射哺乳动物细胞后造成的单链断裂和双链断裂产额。研究结果表明,本文使用的DNA原子模型更加接近真实结构,DNA双链断链产额计算结果与实验值吻合较好。     

γ射线诱导DNA双链断裂的研究

DNA是生物体中一类最基本的大分子,是遗传信息的载体,也是电离辐射引致细胞杀伤或转化的主要靶分子。电离辐射可引起多种类型的损伤,如碱基变化、糖基损伤、单链和双链断裂(DSB)以及DNA和蛋白质的交联等。其中DSB是辐射所致生物效应中最重要的原初损伤,非重接性的DSB则被认为是     

应用单细胞微凝胶电泳技术检测成纤维细胞的放射敏感性

应用单细胞微凝胶电泳（SCGE）技术以及噻唑蓝（MTT）比色法检测辐射诱发的成纤维细胞系AT5BIVA和GM637的初始DNA双链断裂数及断裂拍的修复与细胞放射敏感性之间的关系。结果表明,AT5BIVA细胞系的放射敏感性显著高于GM637。两种细胞系的初始DNA双链断裂数均随剂量的增加而增加,呈显著的剂量效应关系,在给定的剂量点,辐射诱发的AT5BIVA细胞系的初始DNA双链断裂数显著高于GM637。AT5BIVA纱对辐射诱发的DNA双链断裂的修复能力小于GM637。结果提示,辐射诱发的初始DNA双链断裂数及断裂后的修复与细胞的放射敏感性均有一定的相关性,作为细胞放射敏感性预测指标具有很大的应用潜势。     

亚细胞尺度氚非均匀分布下单粒子效应的蒙特卡罗模拟计算

利用蒙特卡罗程序Geant4构建了正常肺上皮细胞体素模型,结合Geant4自建DNA模型,模拟计算了氚在亚细胞尺度不同靶区的物理作用和DNA损伤效应,分析了氚处于不同滞留状态下β单粒子对细胞内环境及DNA的影响。结果表明,氚的滞留状态对不同靶区的作用呈规律性变化,源项为细胞核时,源靶组合N->N与N->C的能量沉积E_细胞核/E_细胞质比值差异最为显著,微剂量学特征值S_N->N最大。β单粒子作用于DNA产生的集簇损伤尺寸一般＜3,且多为简单单链断裂（SSSB）类型,尽管产生的集簇损伤尺寸≥3的比例(<5%)很低,但仍有产生集簇损伤尺寸高达6的可能。源项为细胞核时,产生双链断裂（DSB）的产额是单链断裂（SSB）的5%,其中复杂双链断裂（CDSB）约占DSB的20%,相比细胞质、细胞源项,CDSB产额最大。     

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.