60Co γ射线诱导人淋巴细胞线粒体基因表达效应的研究

目的 探讨电离辐射诱导正常人B淋巴细胞线粒体辐射敏感基因mRNA水平的剂量-效应关系。 方法 用0、0.5、1、3、5、8、10和15 Gy ⁶⁰Co γ射线分别照射指数增长期的人淋巴细胞永生化细胞株,24 h后用反转录PCR和实时荧光定量PCR方法检测7个相对辐射敏感基因,包括ND3、Cyt b、COXⅠ、COXⅡ、COXⅢ、ATPase6和ATPase8基因mRNA的表达水平,观察其剂量-效应关系。 结果 ⁶⁰Co γ射线照射后24 h,线粒体7个辐射敏感基因表达总体上调。线粒体呼吸链复合体Ⅳ亚基Ⅰ(COXⅠ)基因表达在受到8 Gy照射后增强最明显,为对照组的13倍左右。除COXⅠ和COXⅡ外,其余5个基因在受照后表现出一定的剂量-效应关系。其中,ND3、ATPase6和ATPase8这3个基因在3~15 Gy的范围内线性关系良好,而COXⅢ基因在3~10 Gy的范围内也有十分良好的线性关系。结论 ⁶⁰Co γ射线照射后24 h,线粒体基因表达水平总体上调,其中ND3、ATPase6、ATPase8和COXⅢ这4个基因在一定剂量范围内线性关系良好,可以作为联合辐射损伤生物标志物进一步研究。     

125I粒子和60Co γ射线照射对A549及BEAS-2B细胞生物学效应的影响

目的 探讨¹²⁵I粒子和⁶⁰Co γ射线对非小细胞肺癌(NSCLC)A549细胞和正常支气管上皮BEAS-2B细胞生物学效应的影响。方法 A549、BEAS-2B细胞均行¹²⁵I粒子和⁶⁰Co γ射线不同剂量照射;集落形成实验检测细胞存活分数;流式细胞术检测细胞周期和细胞凋亡率;Western blot检测凋亡相关蛋白的表达水平。结果 A549细胞在4、6、8 Gy照射时,¹²⁵I粒子组细胞克隆存活分数较⁶⁰Co组降低更明显(t=6.06、9.42、4.90,P<0.05)。A549细胞在4 Gy时,G₁期细胞比例¹²⁵I粒子组为70.67%±1.49%,⁶⁰Co组为59.59%±0.71%(t=10.77,P<0.05);细胞凋亡率¹²⁵I粒子组为18.09%±0.73%,⁶⁰Co组为9.81%±0.16%(t=19.40,P<0.05)。¹²⁵I粒子照射明显上调Bax、cleaved Caspase-3蛋白的表达,同时下调Bcl-2蛋白的表达。但不同射线同一剂量或相同射线不同剂量下,BEAS-2B细胞的凋亡率及凋亡相关蛋白的表达无明显变化。结论 ¹²⁵I粒子持续低剂量率照射较⁶⁰Co γ射线高剂量率照射抑制A549细胞增殖的效应更明显。Bcl-2/Bax蛋白比失衡,最终致Caspase-3蛋白的活化在¹²⁵I粒子持续低剂量率照射抑制肿瘤细胞增殖的效应中可能发挥重要的作用。     

不同剂量率60Co γ射线照射对人外周血辐射敏感基因表达变化的影响

目的 探讨不同剂量率⁶⁰Co γ射线照射对辐射诱导的基因表达水平改变的影响。方法 ⁶⁰Co γ射线照射3例正常人离体外周血,剂量率分别为0.2、1.0和2.0 Gy/min,照射剂量为0、1、2、4和6 Gy,照射后24 h收集细胞,实时荧光定量（PCR）法对11个基因（CDKN1A、MDM2、PCNA、FDXR、GADD45A、PHPT1、ASTN2、TNFSF4、POLH、GDF-15和PPM1D） mRNA表达水平进行相对定量检测;逐步回归法构建不同剂量率基因组合表达模型。结果 不同剂量率0.2、1和2 Gy/min ⁶⁰Co γ射线照射后,辐射诱导的11个基因的相对表达量随照射剂量增加而升高,具有显著的剂量依赖性（R²=0.744~0.998,P< 0.05）;0.2 Gy/min ⁶⁰Co γ射线照射2 Gy后,CDKN1A、FDXR、PHPT1和TNFSF4基因的表达量明显高于1和2 Gy/min剂量率组,差异具有统计学意义（t=3.73、5.73、2.44、2.77、3.53、2.68、2.43、2.05,P< 0.05）;2 Gy/min ⁶⁰Co γ射线照射6 Gy后,PPM1D基因表达量明显高于其他两个剂量率组（t=3.82、2.54,P< 0.05）;不同剂量率基因组合表达模型由2~3个基因组成,回归方程的R²值为0.951~0.976（P< 0.05）。结论 在0.2~2 Gy/min剂量率范围内,不同剂量率⁶⁰Co γ射线照射可能会影响辐射诱导人外周血基因表达水平的改变。     

miR-424*在X射线照射后的A549细胞体内、外及非小细胞肺癌组织和血清中的表达

目的 研究2、4 Gy X射线照射后人肺腺癌细胞miR-424^*体内、外表达以及非小细胞肺癌患者肺组织及血清中miR-424^*的表达变化及其意义。方法 2、4 Gy X射线分别照射体外培养的A549细胞,以实时定量PCR（RT-qPCR）法检测A549细胞中miR-424^*表达水平;用照射后的A549细胞制备裸鼠肺转移动物模型,检测裸鼠肺组织及血清中miR-424^*的表达水平;收集肺癌患者肺组织及血清样本,检测miR-424^*表达水平。结果 2、4 Gy X射线照射后1、2、12、24及48 h,miR-424^*表达均显著升高（2 Gy：t=-45.886~-6.709,P<0.05;4 Gy：t=-29.087~-7.833,P<0.05）;0、2、4 Gy照射后,miR-424^*在裸鼠肺及血清中表达水平分别为空白对照组的9.72、8.58及4.7与11.93、9.22及8.99倍（t=-13.243~-3.052,P<0.05）。6/11例（54.5%）患者肺癌组织中高表达miR-424^*,腺癌、鳞癌病理类型间检出率差异无统计学意义（P>0.05）;43/84例（51.20%）肺癌患者与健康志愿者相比,血清miR-424^*表达升高 1.97~17.71倍,其中腺癌患者血清检出率为39.1%（18/46）,鳞癌患者血清检出率为65.8%（25/38）,两种病理类型检出率差异有统计学意义（t=5.919,P<0.05）;此外,84例肺癌患者中,miR-424^*[JP3]在未接受放疗的肺癌患者血清中的阳性检出率为41.5%（22/53）,显著低于接受放疗的肺癌患者血清的阳性检出率67.7%（21/31）[JP]（t=5.387,P<0.05）。结论 2、4 Gy X射线照射可增加A549细胞miRNA-424^*的体内、外表达水平,可能与增强A549细胞体内、外侵袭转移能力有关。肺癌患者中50%以上的肺癌组织及肺癌患者血清中miR-424^*表达水平显著升高,可能与肺癌的病理类型及放疗相关。     

60Coγ射线诱导人淋巴细胞线粒体COX基因表达改变的研究

目的 探讨电离辐射诱导人淋巴细胞线粒体COXⅠ、COXⅡ和COXⅢ基因表达的改变。方法 用1、3、5、8和10 Gy ⁶⁰Co γ射线分别照射指数增长期的人淋巴细胞永生化细胞株,8 h后用逆转录PCR(RT-PCR)和实时荧光定量PCR(Real-time PCR)方法检测COXⅠ、COXⅡ和COXⅢ基因在mRNA水平上的表达;流式细胞术检测其在蛋白水平上的表达;比色法检测COX活性,来分析辐射诱导线粒体COXⅠ、COXⅡ和COXⅢ基因表达改变的量效关系。同时,以5 Gy γ射线照射人淋巴细胞,分别于照后不同时间(0.5、4、8、12、24、48和72 h),同样通过上述指标来分析3种线粒体基因的表达变化,观察其时效关系。 结果 在mRNA水平上,线粒体COXⅠ、COXⅡ和COXⅢ基因表达总体上调。COXⅠ和COXⅢ基因在0～3 Gy剂量范围内具有量效关系,而COXⅡ基因在0～8 Gy剂量范围内具有量效关系(F_COXⅠ=116.62,F_COXⅡ=17.89,F_COXⅢ=8.20,P<0.05);5 Gy 照后4 h左右COXⅡ和COXⅢ基因表达上调最显著,而COXⅠ基因持续低表达(F _COXⅠ=31.99,F_COXⅡ=19.47,F_COXⅢ=20.64,P<0.05)。在蛋白水平上,不同剂量照射后,COXⅠ和COXⅡ蛋白表达先下调后上调,COXⅢ蛋白表达下调(F_COXⅠ=16.96,F_COXⅡ=32.5,F_COXⅢ=6.51,P<0.05);5 Gy照后4 h,COXⅠ蛋白表达明显增强,达到8 h后出现COXⅡ蛋白表达显著上调,而COXⅢ蛋白表达普遍下调(F_COXⅠ=14.68,F_COXⅡ=17.18,F_COXⅢ=2.52,P<0.05)。此外, 受照后COX活性普遍降低。结论 电离辐射可以诱导人淋巴细胞线粒体COXⅠ、COXⅡ和COXⅢ基因表达的改变,基因表达总体增强的同时,COX活性普遍降低。     

60Co γ射线照射正常人外周血基因组合表达模型的建立

目的 探讨基因组合表达模型作为辐射生物剂量计的可行性。方法 0~8 Gy ⁶⁰Co γ射线照射正常人外周血,利用实时荧光定量PCR检测10个辐射敏感基因表达变化,应用逐步回归方法建立基因组合表达模型;双盲法验证模型估算剂量的准确性。结果 照后6和12 h,10个辐射敏感基因的表达水平随受照剂量的增加而增加,均呈现良好的剂量-效应关系（R²=0.61~0.97,P< 0.05）;TNFSF4、PHPT1和FDXR基因相对表达量存在较大的个体间差异;照后6 h,PCNA、CCNG1、TNFSF4、PHPT1、GADD45A和FDXR建立的基因组合表达模型R²为0.88（F=54.8,P<0.001）;照后12 h,PCNA、CCNG1、TNFSF4、MDM2、GDF15和TNFRSF10B建立的基因组合表达模型R²为0.82（F=42.767,P<0.001）;各时间点基因组合表达模型估算的受照剂量均接近于真实照射剂量。结论 基因组合表达模型具备作为辐射生物剂量计的基本条件。     

60Co γ射线诱发小鼠外周血网织红细胞微核率的研究

目的 通过观察不同剂量⁶⁰Co γ射线照射后小鼠外周血网织红细胞微核率的变化,为使外周血网织红细胞微核成为探索快速高通量的生物剂量计提供科学依据。方法 ⁶⁰Co γ射线照射ICR小鼠,按不同照射剂量分为0、0.5、1、2、4和8 Gy组,眼球取血,流式细胞术(FCM)检测和显微镜观察小鼠外周血网织红细胞微核率的变化。结果 流式细胞术检测网织红细胞微核率随剂量增加逐渐增加,2 Gy达峰值,之后随剂量的增加而减少;显微镜观察的网织红细胞微核率变化趋势与流式细胞术检测结果基本一致。照射剂量在0~2 Gy剂量范围内,小鼠的外周血网织红细胞微核率的剂量-效应关系满足直线模型(R²=0.9063),并且2 Gy照射组与0 Gy组相比差异有统计学意义(t=-2.856,P<0.05)。结论 流式细胞术检测外周血网织红细胞微核率,在一定剂量范围内可成为早期快速、高通量的辐射损伤生物剂量计。     

18F-FDG-PET/CT长期照射对兔免疫指标的影响

目的 探讨¹⁸F-氟代葡萄糖正电子发射断层扫描术计算机层析成像(¹⁸F-FDG-PET/CT)长期反复扫描对动物免疫系统的影响。方法 取成年大耳白兔,分为健康对照组和实验组。实验组以¹⁸F-FDG-PET/CT每天连续照射3个月,期间分别于第1、2和3个月,对兔免疫系统包括白细胞总数、胸腺系数与脾脏指数、巨噬细胞吞噬功能、血清 IgG、IgM、IgA 含量、血浆TNF-α和IL-1β水平分别进行测定。结果 ¹⁸F-FDG-PET/CT长期照射条件下,实验组与健康对照组比较,白细胞总数增加,而脾脏和胸腺指数下降(t=3.144~72.903,P<0.05);照射1个月后巨噬细胞吞噬百分率、照射2~3个月后的吞噬指数与吞噬百分率与健康对照组比较出现下降(t=2.719~11.859,P<0.05);免疫T细胞CD4+和CD8+分别在照射2个和1个月后出现升高和降低(t=6.433~29.877,P<0.05);血清免疫球蛋白含量在长期照射后出现不同程度的下降(t=2.720~28.775,P<0.05),血清TNF-α、IL-1β蛋白表达亦与健康对照组存在明显差异。结论 ¹⁸F-FDG-PET/CT对健康成年雄性日本大耳白兔长期照射对动物的免疫系统有一定的影响,在临床应用上应该注意其对人体的辐射效应。     

56Fe17+、12C6+重离子束与60Co γ射线对人淋巴细胞染色体畸变、细胞周期

目的 比较⁵⁶Fe¹⁷⁺、¹²C⁶⁺重离子束与⁶⁰Co γ射线对人淋巴细胞染色体畸变、周期、凋亡的影响。方法 ⁵⁶Fe¹⁷⁺、¹²C⁶⁺重离子束和⁶⁰Co γ射线分别照射人淋巴细胞系Peng-EBV,吸收剂量均为0、0.5和2.0 Gy,⁵⁶Fe¹⁷⁺重离子束剂量率为0.26～0.55 Gy/min,¹²C⁶⁺重离子束剂量率为0.30～0.50 Gy/min,γ射线照射剂量率为0.75 Gy/min。研究不同射线对染色体细胞畸变率、“双+环”畸变率的影响。利用流式细胞仪检测细胞周期和细胞凋亡。结果 ¹²C⁶⁺、⁵⁶Fe¹⁷⁺重离子与⁶⁰Co γ射线照射后细胞畸变率与0 Gy相比,差异有统计学意义（χ²=12.08～322.97,P<0.05）。“双+环”畸变率与0 Gy相比,差异有统计学意义（χ²=4.06～205.37,P<0.05）。其中,¹²C⁶⁺重离子束诱导的细胞畸变率和“双+环”畸变率最高,其次是⁵⁶Fe¹⁷⁺重离子束,而且二者均高于⁶⁰Co γ射线。⁵⁶Fe¹⁷⁺、¹²C⁶⁺离子束与⁶⁰Co γ射线均能诱导人淋巴细胞发生明显的G₂期阻滞,差异有统计学意义（t=-80.9～0.17,P<0.05）,¹²C⁶⁺重离子、γ射线及⁵⁶Fe¹⁷⁺重离子诱导的G₂期阻滞程度依次降低。⁵⁶Fe¹⁷⁺、¹²C⁶⁺离子束与⁶⁰Co γ射线均能促进细胞凋亡,差异有统计学意义（t=-22.65～0.87,P<0.05）,¹²C⁶⁺重离子、γ射线及⁵⁶Fe¹⁷⁺重离子诱导的早期凋亡率依次降低。结论 ⁵⁶Fe¹⁷⁺、¹²C⁶⁺离子束与⁶⁰Co γ射线均能诱导人淋巴细胞发生明显的染色体畸变、G₂期阻滞及细胞凋亡。¹²C⁶⁺离子束诱导的染色体畸变、周期阻滞和凋亡程度最高。⁵⁶Fe¹⁷⁺、¹²C⁶⁺离子束与γ射线的生物学效应与LET相关。     

56Fe17+、12C6+重离子束照射后人淋巴细胞基因转录谱的改变

目的 探讨重离子束照射对人淋巴细胞基因转录谱的改变。方法 人淋巴细胞Peng-EBV分别经0.1、0.5和2 Gy ⁵⁶Fe¹⁷⁺、¹²C⁶⁺重离子束照射后,提取各实验组细胞总RNA,利用Agilent人表达谱基因芯片进行基因转录谱的检测并筛选差异表达基因;对差异表达基因进行GO分析;利用KEGG数据库对差异表达基因进行通路分析。结果 Peng-EBV细胞系经⁵⁶Fe¹⁷⁺、¹²C⁶⁺重离子束照射后,0.1、0.5和2.0 Gy剂量组共同差异表达基因分别为101、199和229个。3个剂量组共同差异表达基因14个,其中,GPSM1、TSPYL5、WFDC2、LAD1等基因在两种离子束各剂量组呈现特征性差异表达。0.1和0.5 Gy剂量组涉及主要基因功能包括细胞粘连、胞外基质构建等,参与的显著性Pathway通路分别为3和6条,主要为细胞因子受体相互作用通路等。2 Gy剂量组主要基因功能包括细胞黏连、Rho蛋白信号转导调节等,参与的显著性Pathway通路3条,主要为p53信号通路等。结论 ⁵⁶Fe¹⁷⁺、¹²C⁶⁺重离子束可诱导人淋巴细胞基因转录谱的改变,且不同剂量重离子可诱发不同的差异表达基因及通路。