用基因芯片技术分析不同剂量60 C0γ射线照射后淋巴细胞株的差异基因表达谱

用基因芯片来筛选不同剂量辐射诱导的差异表达基因,为快速生物剂量指标的筛选提供科学依据.用0.5、3和8Gy60Coγ射线照射指数增长期的淋巴细胞永生化细胞株,24h后提取细胞总RNA、反转录成cDNA、标记后用基因芯片筛选各剂量点的差异表达基因;并用实时荧光PCR对某些基因表达水平进行定量分析.结果发现,0.5、3和8 Gy剂量组分别有16、240和462个差异表达基因,其中在三个剂量组均上调或下调的基因分别为4个和3个.对TP5313基因进行实时荧光PcR定量分析,结果与芯片结果一致.电离辐射诱导的TP5313、GDFl5、CDC43EP5、S100A4、IGJ和KLF2等基因的mRNA表达水平变化有可能与照射剂量有关.     

低剂量γ射线辐照对人淋巴母细胞基因表达转录谱的影响

为探讨低剂量电离辐射生物效应作用机制,本文研究了不同剂量单次辐照后,人淋巴母细胞基因表达转录谱的变化。采用0．1Gy、0．5Gy和1．0Gy剂量的γ射线照射人淋巴母细胞,未照射细胞为对照组。照射后4h提取细胞总RNA,用含有45033个基因的人类全基因组表达谱芯片检测分析。对差异表达基因进行层次聚类分析、基因本体论分析和通路分析,并用实时荧光定量PCR验证。结果表明,3个剂量组均上调表达的基因1330个,下调表达的基因1002个。基因表达量与吸收剂量相关的基因共18个,其中与剂量正相关的基因16个,负相关的基因2个。层次聚类分析结果表明,4个实验组中,0．1Gy和1．0Gy照射组差异表达基因相似程度最高。这些差异表达的基因涉及到多条通路,如细胞周期、p53信号通路、碱基切除修复、RNA转运和内质网蛋白加工等。实时荧光定量PCR检测结果表明,CASP9（caspase9）mRNA在照射后4h随吸收剂量表达变化与基因芯片检测结果一致。基因芯片筛选出的差异表达基因有助于阐明低剂量辐射生物效应作用机理,与辐射剂量相关的差异表达基因有可能成为低剂量辐射暴露的生物剂量计。     

60Co γ射线照射人肝细胞传40代后的差异表达基因谱的变化

利用基因芯片技术比较经4 Gy和8 Gy 60Co γ 射线照射后传40代的人正常肝细胞子代克隆的基因表达图谱,探讨辐射对人肝细胞基因表达的影响;利用实时荧光定量RT PCR技术对受照细胞子代两个共有的差异表达基因VTN 、INS IG1进行验证.结果显示,4 Gy照射后子代细胞差异表达显著的基因有58条;8 Gy照射后子代细胞差异表达显著的基因有882条;4 Gy和8 Gy共同差异表达的基因有16条;差异表达的基因与照射剂量有相关性.这些差异基因的功能涉及到免疫、信号转导、细胞周期调控、代谢等.RT PCR检测结果与基因芯片结果一致.结果表明不同剂量的照射可导致人肝细胞基因组的差异表达,该结果为从分子水平上探讨辐射诱发的基因组不稳定性提供基础资料.     

X射线诱导人外周血淋巴细胞GADD45和p21基因表达上调

应用实时荧光逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)方法,定量分析不同剂量X射线体外照射对人外周血淋巴细胞GADD45和p21基因表达的影响,探讨了运用mRNA水平变化作为电离辐射生物剂量计的可能性。结果表明:经1、2、3、5Gy X射线照射后24h,GADD45和p21基因表达均明显上调。GADD45基因表达在1-5Gy照射剂量范围内呈指数相关。p21基因表达在1-3Gy照射剂量范围内呈线性剂量效应关系,但5.0Gy照射后,其表达不再继续增加。结果表明,X射线照射后人外周血淋巴细胞GADD45和p21基因的表达在一定剂量范围内呈剂量依赖性上调,GADD45更适合发展为核事故受照射人员的分子生物剂量计。     

~(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。     

不同剂量γ射线照射人肝细胞差异基因表达谱的研究

利用基因芯片技术,对受不同剂量(0.5Gy、2Gy、4Gy)γ射线照射的人肝细胞和未受照射的人肝细胞基因差异表达谱进行了研究和分析。结果表明,在所分析的14000多条基因中,三个不同照射剂量共同差异表达的基因表达谱有284条,其中明显上调的差异表达基因有261条,明显下调的差异表达基因23条。主要涉及到以下几类型基因:与干扰素受体有关的基因;与线粒体调控有关的基因;与甲型肝炎病毒受体有关的基因;与细胞周期调控有关的基因;与激酶有关的基因;以及与锌指蛋白有关的基因等等。对4个表达上调基因HAVcr-1、HAVcr-2、MFTC、MOAP1和2个表达下调基因TRIP12和DCN进行了荧光定量RT-PCR验证,实验结果与基因芯片检验结果相一致。     

60Coγ射线2．0 Gy剂量诱导大鼠淋巴细胞基因表达的改变

利用Agilent Rat全基因组芯片技术和实时荧光定量PCR技术,采用60 Coγ射线对SD大鼠全身照射,照射剂量为2．0 Gy ,分析照后6、12、24小时大鼠外周血淋巴细胞的差异表达基因谱和通路,同时对基因芯片结果进行验证。结果表明：（1）照后6小时,差异表达基因有1084个,其中上调的736个,下调的348个;照后12小时,差异表达基因有2590个,其中上调的1621个,下调的969个;照后24小时,差异表达基因有3938个,其中上调的2278个,下调的1660个;3个时间点共同差异表达基因有446个,其中上调的274个,下调的172个。（2）照后6小时,差异表达基因涉及到的通路有18个;照后12小时,差异表达基因涉及到的通路有35个;照后24小时,差异表达基因涉及到的通路有38个。其中通路Cell adhesion molecules、Toxoplasmosis、B cell receptor signaling、Intestinal immune network for IgA Production等在照后3个时间点均有出现。（3）差异表达基因Trmt61a和Enc1的相对定量结果与基因芯片检验结果表达趋势一致。     

^60Coγ射线照射人肝细胞对IGF-1R基因表达的影响

利用实时荧光定量技术,采用^60Coγ射线照射人肝细胞株,照射剂量为0、0．1、0．2、0．5、1．0、2．0、4．0Gy,观察比较照后不同时间胰岛素生长因子1受体（IGF-1R）的表达水平的改变,探讨IGF-1R基因的剂量．效应和时间．效应关系。结果表明：①人肝细胞受照后,IGF-1R基因的不同剂量组在3个时间点的相对表达量均小于1,均为下调表达;②照后6小时,IGF-1R基因下调表达水平先下降后上升,照后12小时和24小时,随着照射剂量的增加,IGF-1R表达水平均呈现先升高后降低的趋势,其中,照后12小时在1Gy时表达水平最高,照后24小时在0．5Gy时最高;③剂量一效应和时间．效应关系的相关性均不显著。     

~(60)Co γ射线诱导线粒体复合体Ⅰ亚基因表达改变的研究

为探讨电离辐射对人淋巴细胞线粒体复合物Ⅰ亚基因表达的影响,采用1、3、5、8和10Gy~(60)Co γ射线分别照射指数生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,进而利用实时荧光定量PCR(Real-timePCR)方法定量检测各基因表达变化,观察辐射对复合物Ⅰ基因表达影响的剂量效应关系;同时以5Gy~(60)Co γ射线照射人淋巴细胞后,分别于不同时间点(0.5、4、8、12、24、48和72h),同样通过RT-PCR和Real-timePCR方法检测各基因表达的变化,观察其时效关系。结果表明,在mRNA水平上,线粒体复合物Ⅰ基因表达总体上调。剂量效应关系方面,ND2基因在8Gy剂量范围内呈现出随剂量增加基因表达增强的趋势;时效关系方面,7种亚基均在5Gy剂量照射后4h左右表达增强最显著,且大部分基因可持续高表达至48或72h左右。说明电离辐射可以诱导人淋巴细胞线粒体复合物Ⅰ基因表达的改变,表达总体上调。     

~(60)Coγ射线照射人血淋巴细胞诱导p53相关基因mRNA表达水平的变化

采用不同剂量(0~10 Gy)60Coγ射线照射人外周血淋巴细胞,通过抽提mRNA,采用real-timePCR检测不同剂量照射后淋巴细胞中GADD45和CDKN1A基因mRNA表达水平的变化。筛选出最佳照射剂量(5 Gy)后,用该最佳照射剂量照射淋巴细胞,检测不同时间点(0~72 h)淋巴细胞中GADD45和CDKN1A基因mRNA表达水平的变化。结果表明,淋巴细胞中GADD45和CDKN1A基因mRNA的表达水平随照射剂量的增加而增加,并呈现出剂量效应关系。在5 Gy最佳剂量照射后,淋巴细胞GADD45基因mRNA表达水平随时间的推移不断增高,在8 h时达到最高,随后开始逐渐降低;淋巴细胞CDKN1A基因mRNA表达水平随时间的推移未见明显变化趋势。淋巴细胞系中GADD45和CDKN1A基因mRNA的表达水平与照射剂量均有较好的剂量效应关系,两者均有可能作为电离辐射的生物剂量计来估算受照剂量水平。     

~(12)C离子照射对MDM2和GADD45A基因表达的影响

12C离子照射人淋巴细胞株Peng-EBV,剂量率约为0.3~0.5 Gy/min,辐照剂量为0、0.1、0.3、0.5、0.7、1.0、2.0 Gy。采用荧光定量PCR技术检测不同剂量点、不同时间点的MDM2和GADD45A基因相对表达水平。结果表明,人淋巴细胞株受照后,MDM2和GADD45A基因相对表达水平整体升高;MDM2基因在0.5~2.0 Gy、照射后2和12小时,以及GADD45A基因在0.7~2.0 Gy、照射后2、12、24和48小时,相对表达水平均有随着照射剂量的增加而上升的趋势。     

~(60)Co γ射线对人离体外周血CDKN1A基因表达水平的影响

目的探讨60Coγ射线对人离体外周血CDKN1A基因表达水平的影响。方法收集3名健康人周围血,采用60Coγ射线照射,照射剂量率为0.313 Gy/min。提取血液总RNA,用实时荧光定量PCR方法检测CDKN1A基因的表达水平。结果 0~2 Gy剂量范围内,CDKN1A的mRNA相对表达水平随照射剂量增加而呈上调趋势,拟合的回归方程为:Y=0.8465+1.1015D(R=0.93,p0.01),Y=0.6273+3.0883D-0.7485D2(R=0.96,p0.05)。结论电离辐射可诱发CDKN1A基因相对表达水平发生改变,并且随照射剂量增加而增加,其中直线方程的稳定性还有待进一步验证。     

辐射诱导人肝细胞子代基因差异表达及生物信息学分析

利用基因芯片技术和实时荧光定量RT-PCR技术,采用不同剂量60Coγ射线照射人正常肝细胞系HL-7702细胞,观察比较受照细胞克隆子代基因表达图谱的变化,筛选出差异表达基因,利用生物信息学方法分析构建基因相互作用网络图,对部分差异表达基因进行验证。结果表明,与对照组相比,共同的差异表达基因有71个,其中上调的35个,...     

^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.     

电离辐射对体外培养肾小管上皮细胞1α羟化酶表达的影响

研究电离辐射对体外培养肾小管上皮细胞1α羟化酶表达的影响。采用实时荧光定量（Real-time Quantitative Polymerase Chain Reaction,Real—time Q—PCR）技术与透射电镜等方法,观察3Gy、5Gy和10Gy ^137Csγ,射线单次照射（剂量率为0．85Gy／min）体外培养肾小管上皮细胞后1α羟化酶mRNA表达水平及细胞线粒体形态的改变,并与不受照（0Gy）组比较。结果表明,低剂量（3Gy）γ射线照射24h后即出现肾小管上皮细胞1α羟化酶mRNA表达水平的明显降低（p〈0．05）,且随受照剂量的增加下降幅度增大;电镜观察显示受照后肾小管上皮细胞线粒体呈现肿胀、基质变薄、电子密度减低、嵴断裂、数量减少与排列紊乱等变化。     

辐射诱导Gadd45基因表达作为生物剂量计的实验室评估

为了考察电离辐照后人外周血中Gadd45基因表达的个体差异,评价Gadd45作为基因表达辐射生物剂量计的实用性,采集了27个健康人外周血进行60Co照射,提取白细胞mRNA,以β-actin作为内对照基因,建立了相对标准曲线法实时定量聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction,PCR)方法,并以此方法探索辐照后Gadd45表达的剂量一效应关系.结果表明,0～2.5Gy剂量范围内,Gadd45的mRNA表达水平随照射剂量增加而上调,通过拟合建立了0～2.5Gy剂量范围内,Gadd45/β-actin相对表达量与照射剂量间的剂量-效应直线方程(y=0.216 0.258x,p<0.001,R2=0.650).发现Gadd45 mRNA表达水平在个体间存在一定差异,应用该剂量-效应直线方程,可以对0～2.5Gy照射剂量范围内的血液照射剂量作相对估算.     

60 Coγ射线对人线粒体COXI和ATPase6表达水平的影响

目的：观察60 Co γ射线对人外周血线粒体COXI和ATPase6基因和蛋白质水平表达的影响,探讨线粒体编码基因用于辐射生物剂量估算的可行性。方法采用60 Coγ射线照射正常人离体外周血,照射剂量率为1．013 Gy/min ,剂量分别为0、0．2、0．4、0．6、0．8、1．0、2．0、3．0、4．0、5．0 Gy,。照后6小时,用RT-PCR技术检测基因的表达水平,用流式细胞仪检测蛋白质的表达水平,分别拟合最佳回归方程,建立剂量-效应曲线。结果（1）0～3．0 Gy ,COXI基因表达水平的最佳回归方程为 Y＝0．629＋0．256 D （ r2＝0．920,p＜0．01）,ATPase6基因表达水平的最佳回归方程为 Y＝0．221＋0．805 D （ r2＝0．912,p＜0．01）。（2）0～5．0 Gy ,COXI蛋白质表达水平的最佳回归方程为 Y＝1．054＋0．595 D （ r2＝0．919,p＜0．01）;ATPase6蛋白质表达水平与照射剂量间的关系不明显,不能拟合出最佳回归方程。结论60 Coγ射线照射人离体外周血,随着照射剂量的增加,线粒体COXI的基因与蛋白质表达水平一致,呈增加趋势,且有良好的线性关系,有望用于辐射生物剂量的估算。     

RPS27L基因作为辐射损伤标志物的研究

以人外周血为研究对象,研究照射后RPS27L基因的时间效应和剂量效应以及本底水平,探究其作为辐射损伤早期生物标志物的可行性。采集3名健康成人外周血,利用γ射线对其进行照射至吸收剂量分别为0、0.5、1、2、4、6和10 Gy,受照后37℃培养2、4、8、12和24 h,利用实时荧光定量PCR检测RPS27L基因的表达变化,并分析在37个健康人个体中的本底水平。结果显示,受照后的4、8、12和24 h RPS27L基因表达变化显著,而且具有很好的剂量依赖关系;在不同年龄和性别的个体中RPS27L本底水平相对稳定。因此,RPS27L基因具有作为新的辐射损伤标志物的潜力。     

电离辐射对小鼠胸腺细胞p16、CyclinD1、CDK4表达的影响

采用流式细胞术 (FCM)检测了不同剂量X射线全身照射后 ,昆明种小鼠胸腺细胞p16、CyclinD1、CDK4蛋白表达的时程变化和量效关系。结果表明 ,2GyX射线照射后 8h小鼠胸腺细胞p16表达明显增高 ,2 4h达到峰值 ,持续至照射后 4 8h ,72h降至正常水平 ;CDK4表达水平在照射后8h明显降低 ,12h降至最低 ,照射后 4 8h恢复近正常水平 ;周期蛋白CyclinD1表达轻度下调。不同剂量 (0 .5 - 4Gy)照射后p16蛋白表达随着剂量的增加而增加 ,2Gy组与假照射组相比显著增多 (p<0 .0 1) ;CDK4蛋白表达在 2Gy照射后明显低于假照射组 (p <0 .0 1) ;CyclinD1表达在 0 .5 - 2Gy照射后可见下降趋势。结果提示 :p16 /CyclinD1/CDK4 /pRb通路在电离辐射诱导胸腺细胞G1期阻滞中可能起着十分重要的作用。     

辐射敏感基因Pig-a、Gadd45α和Hprt作为潜在生物剂量计的实验研究

为了提高对辐射遗传损伤效应的检测能力,同时建立一种快速简便的生物剂量估算方法,选择Piga、Gadd45α及Hprt 3个基因,运用其m RNA表达水平的变化,筛选可能作为电离辐射生物剂量计的辐射敏感基因。采用RT-qPCR检验非放射从业健康人群(对照组)和放射从业人员(暴露组)外周血中目的基因的相对表达量,分析辐射敏感基因本底表达量的平均值、波动范围和变异系数;应用不同剂量(0 Gy、0.10 Gy、0.25 Gy、0.50 Gy、1.00 Gy、2.00 Gy、5.00 Gy)的X射线照射健康成年人外周血,6 h后用RTqPCR检验目的基因的相对表达量,二项式曲线回归分析存在的剂量–效应关系。结果表明:Pig-a、Gadd45α基因在对照组中本底水平差异较小;Hprt基因本底水平差异较大,变异系数大于20%;Hprt基因在对照组中表达量高于暴露组;Gadd45α基因与Pig-a基因在对照组中的表达量低于暴露组,两组比较有统计学意义(p0.05)。Gadd45α、Pig-a基因表达量的本底水平与照射剂量存在剂量–效应关系,提示Pig-a基因与Gadd45α基因表达量的变化可能作为电离辐射生物剂量计应用。