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.     

低剂量12C6+离子辐照对小鼠胸腺、脾脏细胞周期及DNA损伤的影响

研究低剂量12C6+子全身辐照对小鼠胸腺、脾脏细胞周期进程及DNA损伤的影响.以0、10、50、75、100和250mGy 12C6+离子全身辐照小鼠,照射后6h处死小鼠,用流式细胞仪检测受辐照小鼠胸腺、脾脏细胞在各细胞周期的百分率,用彗星电泳技术检测受辐照小鼠胸腺脾脏细胞的拖尾率和拖尾长度.所有照射组G0/G1期胸腺细胞百分率明显低于对照组,(p<0.05),10～100mGy照射组S期胸腺细胞百分率显著高于对照组(p<0.01),所有照射组(G2/M)期胸腺细胞百分率明显高于对照组(p<0.05);所有照射组G0/G1期脾细胞百分率明显高于对照组(p<0.01),S期脾细胞百分率显著低于对照组(p<0.05).彗星电泳结果显示低剂量12C6+离子辐照以剂量依赖的方式引起小鼠胸腺脾脏细胞DNA迁移长度及拖尾率的增加.低剂量的碳离子辐射可促进小鼠胸腺细胞DNA合成,对小鼠脾脏细胞产生抑制作用,使其发生G1期阻滞;同时对胸腺及脾脏细胞造成具有明显剂量效应关系的DNA损伤.     

12C^6＋离子束诱导HeLa细胞DNA损伤效应

本文研究了HeLa细胞经过12C^6＋离子柬辐照之后的DNA损伤效应,及辐照后p53激活的分子机制。运用中性单细胞电泳技术,检测了HeLa细胞经过4Gy12C6＋离子束辐照间隔0、3、6和12h之后DNA的损伤情况,及0.5、1、2和4Gy12C^6＋离子束辐照后即时的DNA损伤情况。同时运用细胞生长实时监测仪监测了HeLa细胞在经过0、0．5和1Gy也C6＋离子束辐照之后的生长变化,并运用AO／EB双染检测了辐照细胞24h后的凋亡情况。另外,利用8mmol／L的咖啡因[抑制ATM（ataxia-telangiectasia,mutated）和ATR（ATMand Rad3．relatedkinase）1和20μmol／L的wortmannin[抑制ATM和DNA—PK（DNA-dependent protein kinase）】处理HeLa细胞后再进行1Gy12C^6＋离子束辐照,通过westernblot检测p53的表达。结果显示,12C^6＋离子束辐照可造成HeLa细胞的DNA损伤,损伤随剂量升高而升高但随测定间隔时间降低,诱导HeLa细胞发生凋亡;而且辐照后p53表达升高。结果证明12C^6＋离子束辐照可造成HeLa细胞的DNA损伤并诱导损伤修复及凋亡等效应,损伤效应相关因子p53被激活,并且激活依赖于ATM。     

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.     

DNA损伤修复能力对辐射适应性反应的影响

采用野生型的中国仓鼠卵母细胞(CHO-9)及其DNA损伤修复缺陷型细胞:EM-C11(DNA单链断裂修复缺陷)和XR-C1(DNA双链断裂修复缺陷),首先进行低剂量(0.016 Gy或0.08 Gy)的初始照射,间隔4 h或7 h后再进行高剂量(1 Gy)的攻击照射,然后检测细胞微核形成率和克隆形成率的变化.结果显示:当初始剂量为0.08 Gy,间隔4 h后再施以1 Gy的攻击照射时,三株细胞只有野生型的CHO-9有辐射适应性反应产生;但当间隔时间延长到7 h时,CHO-9和EM-C11均产生了辐射适应性反应.当把初始照射剂量降低为0.016 Gy,间隔4 h再施以1 Gy的攻击照射时,三株细胞均产生了辐射适应性反应.表明辐射适应性反应不仅与初始照射剂量及间隔时间有关,还与DNA损伤修复密切相关.     

加速12C6+离子照射诱发人肝癌细胞SMMC-7721的DNA双链断裂

重离子为高传能线密度(LET)辐射,在引起肿瘤细胞失活上有更大的相对生物学效应。DNA的双链断裂在细胞辐射损伤中是极其重要的,其最终导致细胞的失活。本实验研究检测细胞DNA的双链断裂(DSB),以探讨细胞失活的机理。用脉冲场凝胶电泳方法结合溴乙锭染色的荧光扫描技术,定量测定^12C^6 锈导人肝癌细胞SMMC-7721 DNA的DSB剂量效应关系。结果发现,DNA片段释放百分比随吸收剂量的增加而增加。     

CpG-ODN对12C6+离子照射所致胸腺损伤的防治作用

为了探讨CpG-ODN对~(12)C~(6+)离子照射所致胸腺损伤的防治作用,C57BL/6L小鼠受到5 Gy~(12)C~(6+)离子全身照射后观测其30 d存活率,计算照射后1 d和3 d胸腺指数。使用苏木精-伊红染色法评估胸腺组织病理学变化;末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP缺口末端标记法检测胸腺细胞凋亡;免疫组化法检测γ-H2AX以判断DNA双链断裂水平;免疫荧光法检测外周血中CD3~+T细胞数量。实验结果显示,~(12)C~(6+)离子照射后使用CpG-ODN处理小鼠存活率提高50%,胸腺组织损伤减轻,发生凋亡和出现DNA双链断裂的细胞数量减少,外周血中CD3~+T细胞数量增加。这些表明CpG-ODN能够减轻~(12)C~(6+)离子照射所致的胸腺损伤,其原因可能与抑制胸腺细胞凋亡和减少细胞内DNA双链断裂有关。     

低剂量~(12)C~(6+)离子束预辐照对小鼠肝脏细胞DNA损伤和周期进程的影响

研究低剂量重离子束预辐照对小鼠肝脏辐射损伤程度的影响.分别用低剂量12C6+离子束全身均匀预辐照处理小鼠,剂量分别为0、0.05、0.1、0.25、0.5 Gy,剂量率为1 Gy/min,4 h后用4 Gy的12C6+离子束全身均匀辐照,照射8 h后用流式细胞仪检测辐照小鼠肝脏细胞在各细胞周期时相的百分率,并用单细胞电泳技术检测辐照损伤小鼠肝脏细胞的DNA损伤程度.结果显示,和对照组相比,低剂量预辐射处理可以减轻辐照损伤小鼠肝脏细胞G0/G1期和G2/M的阻滞,促进肝脏细胞在S期的积累.此外,辐照小鼠肝脏细胞的拖尾率及拖尾长度也显著减少,其中以0.1 Gy处理组效果最为显著(P(0.01).提示:低剂量重离子预辐照能使细胞产生适应性反应,有效减轻辐照小鼠肝脏细胞G0/G1期和G2/M的阻滞,并显著减轻肝脏细胞DNA的辐射损伤程度.     

12C6+离子束辐照对紫苏生理特性的影响

用重离子束对紫苏干种子进行诱变处理,大田栽培,并分析研究紫苏的生理特性,为其新品种选育提供实验依据.研究辐照后紫苏叶片内可溶性糖、脯氨酸(Pro)、色素(Ca、Cb、Car)、黄酮类化合物含量及抗氧化活性变化,结果发现12C6+离子束辐照后,除色素含量外,可溶性糖、Pro和黄酮类化合物含量都随辐照剂量增大表现为先升后降...     

12C6+照射对小鼠睾丸组织脂质过氧化、SOD活性及细胞周期的影响

为评估重离子照射的生殖毒性,探讨其损伤的可能机制,用0、0.5、1、2或3Gy剂量12C6 离子对性成熟昆明雄鼠下腹部进行局部照射,6h后处死小鼠,取睾丸组织,用流式细胞术检测睾丸细胞凋亡率和细胞周期,用化学试剂盒检测组织中超氧化物岐化酶(SOD)的活性以及脂质过氧化产物丙二醛(MDA)水平.结果表明,与对照组(0Gy)相比,低剂量照射(0.5Gy)组中睾丸组织SOD活性增加(P>0.05),但SOD活力随剂量增加而下降,在2Gy和3Gy照射组中呈显著抑制作用(P<0.05);睾丸组织中MDA含量随剂量增加,2Gy和3Gy照射组呈显著性差异(P<0.05).流式细胞术检测结果显示,1～3Gy 12C6 照射可导致睾丸组织中单倍体、二倍体及四倍体细胞数量显著减少(p<0.01),凋亡率明显增加(p<0.01)以及G2/M期阻滞(p<0.01).提示12C6 照射可能通过自由基损伤途径,诱发细胞凋亡和细胞周期异常,从而造成睾丸组织损伤,生殖能力下降.本实验结果为抗氧化剂和自由基清除剂用于临床重离子治疗中对性腺的防护提供了理论依据.     

16O6+辐照诱导的人肝癌细胞DNA双链断裂及其修复

用倒转脉冲场凝胶电泳（ＰＩＧＥ）研究了３．１７ＭｅＶ／ｕ＾１６Ｏ＾６＋诱导的肝癌细胞ＤＮＡ双链断裂（ＤＳＢ）及其修复效应。结果表明：ＤＳＢ的诱导与辐照剂 量呈正相关,其产额为０．４３ＤＳＢｓ／１００Ｍｂｐ：Ｇｙ,与＾６０Ｃｏγ射线相比相对生物学效应为１．６９。ＤＳＢ片段重接一半所需要的时间（ｔ１／２）剂量有关,剂量越大,ｔ１／２越长。重接的方式主要表现为小片从而连接为较大的片段。     

A high-throughput screening method for breeding Aspergillus niger with 12C6+ ion beam-improved cellulase

In this study,a high-throughput screening method was established through the 24-square deep-well microliter plate(MTP) fermentation and micro-plate detection for large-scale screening of the mutants.It was suitable for screening a large number of mutants and improving the breeding efficiency after heavy-ion beam irradiation.Seventeen strains showed higher cellulase activity compared with the initial strain after the screening of plate and MTP fermentation.The filter paper activity and β-glucosidase activity of Aspergillus niger H11201 had increased 38.74 and 63.23%separately compared with A.niger H11 by shaking flask fermentation,and it was genetically stable after being passaged to nine generations.The results indicate that the high-throughput screening method can be used for the quick breeding of A.niger with high cellulase activity.     

重离子辐射致肝癌细胞DNA损伤的时间效应初探

以SMMC-7721肝癌细胞为材料，采用单细胞凝胶电泳(Single cell gel electrophoresis，SCGE)实验方法，利用兰州近代物理研究所重离子研究装置(HIRFL)产生的氖离子(80MeV/u^20Ne^10 )，研究重离子对肿瘤细胞DNA的损伤程度随时间的变化情况。结果表明，重离子辐照所致原初损伤与剂量呈线性正相关；继续培养24h内有明显的DNA两次损伤现象。     

Assessment of biological changes in wheat seedlings induced by ^12C^6＋-ion irradiation

The present study was designed to evaluate the effect of 12C6 ion beam (10～80 Gy) on biological changes of wheat seedlings. Reactive oxygen species (ROS)-related biomarkers and the quantification of plant survival and growth were examined at 10 day after carbon ions irradiation (LET 30.8keV/μm). The results showed that heavy ions obviously enhanced ROSs reflected by the production of O2 and H2O2 as well as TBARS, and treatment with 20 Gy achieved the peak value, suggesting that higher mutagenic potential may occur at 20 Gy. Simultaneously, increase of SOD activity was induced by heavy ions to counteract ROS accumulation. On the other hand, higher doses at 40 and 80 Gy inhibited wheat growth and survival in comparison with the control, and reversely lower doses at 10 or 20 Gy stimulated wheat growth and survival. In conclusion, the above observations imply that a dose range of 20～40 Gy is likely promised for wheat mutation breeding.     

12C6+离子辐照小鼠全脑对其空间记忆的影响

为了研究12C6 子辐照昆明小鼠全脑对其空间记忆的影响,采用0、0.5、1和2Gy的12C6 子束辐照昆明小鼠全脑,用八臂迷宫测试小鼠在迷宫中的觅食速度,以及其空间记忆的变化.结果发现,辐照使小鼠的觅食速度降低,但随着训练次数的增加,受辐照组与对照组的觅食速度都提高,到训练第17天,辐照组与对照组觅食能力基本相同;辐照使小鼠的空间记忆能力短期下降,但随着时间的增加,辐照组小鼠的空间记忆能力恢复到了对照水平.以上结果提示,在0～2Gy的碳离子辐照的剂量水平,辐照在短期内影响小鼠的记忆,在一定时间后,这种影响得到恢复.     

N-acetylcysteine protect lymphocytes and cytokines against heavy ion irradiation via counteracting the glutamate

We evaluated the protective effect of N-acetylcysteine (NAC) on immunity system irradiated by 12C6+ ion beam. Kun-Ming mice were whole-body irradiated by 12C6+ ion at doses of 0, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5 and 3 Gy. The results showed that in saline group, the lymphocytes DNA double-strand breaks (DSBs), maleic dialdehyde, thymocytes number in G 0 /G 1 and apoptosis percentage increased with dose increment, and the levels of interferon-γ, glutathione, superoxide radical (SOD) and natural killer cells activity decreased with dose increment. However, there were no significant changes in NAC-treated group. The data indicated that pre-treatment with NAC could significantly remove the ROS by counteracting the glutamate, decrease excessive lipid peroxidation reaction and SOD damages, and protect DNA, lymphocytes and cytokines against irradiation.