高低剂量X射线照射正常人淋巴母细胞基因表达转录谱的研究

目的 比较高低剂量X射线照射对基因表达影响的差异性,探讨不同剂量辐射生物效应的作用机制.方法 采用包含有45 033个基因的NimbleGen 12×135K芯片分析0.1和5 Gy照射正常人淋巴母细胞AHH-1培养6h后基因表达谱的改变,以差异为2倍以上且两组实验结果一致的标准确定为有效差异表达基因.用real-time PCR和Western blot方法验证了共同表达基因PERP的表达.结果 0.1 Gy照射后,有760个基因表达上调,1222个基因表达下调;5 Gy照射后,上调和下调基因分别是457和744个.在两个剂量照射条件下共同表达上调的基因有55个,同时下调的基因有339个.低剂量组差异表达基因主要参与细胞信号转导、DNA损伤反应等过程,高剂量组主要参与凋亡、细胞增殖分化等过程.real-time PCR和Western blot方法验证了PERP的表达与芯片结果相一致,均表达下调.结论 高低剂量照射后基因表达改变存在质和量的差异,可更好地阐释高低剂量电离辐射生物学效应的作用机制.     

KGF对电离辐射后十二指肠中CTGF和Bcl-2基因表达的影响

目的 观察角质细胞生长因子（KGF）对电离辐射后十二指肠结缔组织生长因子（CTGF）、凋亡相关基因Bcl-2表达的影响,初步探讨KGF在肠道损伤中的分子机制。 方法 将昆明小鼠按随机数表法分为对照组、照射组、治疗组,每组10只。对照组不给予照射,照射组与治疗组给予剂量率为0.678 Gy/min、吸收剂量8 Gy的腹腔γ射线照射;治疗组在照射前2 d及照射后3 d均腹腔注射KGF,给药量为6 mg/kg。照射后第15天处死小鼠,取十二指肠组织做病理切片并观察病理表现;采用荧光定量PCR方法检测十二指肠组织中KGF、CTGF及Bcl-2基因的表达水平。计量资料以x±s表示;两组间差异采用独立样本t检验,P < 0.05表示差异有统计学意义。 结果 对照组十二指肠肠绒毛、隐窝结构完整,排列整齐;照射组十二指肠出现绒毛萎缩、变短或脱落,部分腺窝和绒毛处可见少量凋亡细胞;治疗组肠绒毛组织结构完整,腺窝可见少量凋亡细胞。照射组十二指肠组织中KGF、CTGF、Bcl-2基因表达量上调,与对照组相比差异具有统计学意义（t=-125.55、-6.55、-6.69,均P < 0.05）。与照射组相比,治疗组CTGF基因表达量显著下调、Bcl-2基因表达量显著上调,差异均有统计学意义（t=4.89,-20.96,均P < 0.05）。 结论 KGF可能通过下调CTGF基因修复电离辐射造成的损伤,并且可能通过调节Bcl-2凋亡相关基因的表达水平来降低细胞凋亡。     

X射线诱导非小细胞肺癌A549细胞凋亡的适应性反应及相关miRNA筛选的研究

目的 研究X射线辐射诱导非小细胞肺癌（NSCLC）A549细胞凋亡的适应性反应,并筛选适应性反应相关的微RNA（miRNA）。 方法 将NSCLC A549细胞分为6组,包括 50 mGy+20 Gy、200 mGy+20 Gy、20 Gy、50 mGy、200 mGy照射组及对照组（0 Gy）,前2组细胞分别用50、200 mGy初始剂量进行照射,培养6 h后用20 Gy的效应剂量进行照射,20 Gy、50 mGy、200 mGy照射组同时进行照射。培养24 h后使用流式细胞仪检测细胞凋亡情况。利用小RNA测序技术筛选差异表达miRNA,并对其靶基因进行基因本体（GO）及京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路的功能富集分析。采用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）对部分差异表达miRNA进行验证。2组间数据的比较采用Welch t检验。 结果 50 mGy+20 Gy照射组和200 mGy+20 Gy照射组的A549细胞早期凋亡率分别为（1.81±0.11）%和（2.17±0.19）%,低于20 Gy照射组的（4.54±0.23）%,且差异均有统计学意义（t=10.680、8.006,均P<0.01）。与20 Gy照射组相比,50 mGy+20 Gy照射组和200 mGy+20 Gy照射组共同差异表达趋势miRNA有1个上调（miR-3662）、15个下调（miR-185-3p、miR-1908-5p、miR-1307-5p、miR-182-3p、miR-92a-3p、miR-582-5p、miR-501-3p、miR-138-5P、miR-1260b、miR-484、miR-378d、miR-193b-3P、miR-127-3p、miR-1303及miR-654-5p）。GO富集分析结果显示,差异表达miRNA调控靶基因功能显著富集于细胞通讯调节、代谢过程的正向调节、代谢信号的调节、酶结合及催化活性等过程。KEGG富集分析结果显示,靶基因相关信号通路显著富集于溶酶体、丝裂原活化蛋白激酶、Ras和内吞作用等信号通路。qRT-PCR检测结果显示,miRNA表达情况与基因芯片结果趋势一致（10个miRNA表达水平得到验证）。 结论 X射线50、200 mGy照射剂量均能诱导NSCLC A549细胞凋亡的适应性反应,并筛选到一组共同差异表达的miRNA,可能在X射线辐射诱导细胞凋亡的适应性反应中发挥了重要作用,有可能成为调节电离辐射生物效应的潜在靶点。     

不同剂量辐射诱导小鼠胸腺Th1-Th2-Th3型细胞相关基因的功能分析

目的 应用功能分类基因芯片技术,分析高、低剂量全身照射对小鼠胸腺细胞中Th1、Th2及Th3/Tr1各亚型功能相关基因的差异表达,探讨辐射免疫效应的分子机制.方法 健康ICR小鼠按随机数字表法分为低剂量组(0.075 Gy)、高剂量组(2.0 Gy)和假照组,于照射后16 h处死小鼠取胸腺组织,应用细胞因子与炎症反应PCR芯片技术进行Th1-Th2-Th3功能分类芯片分析.结果 低剂量(0.075 Gy)X射线全身照射后小鼠胸腺细胞中有8个基因表达上调,5个基因表达下调;高剂量(2.0 Gy)X射线全身照射后小鼠胸腺细胞中有54个基因表达上调,3个基因表达下调.具体有Th型细胞相关基因、Th2型细胞相关基因、Th3/Tr1型细胞相关基因、Th1/Th2型免疫应答基因以及转录因子相关基因.其中,低剂量辐射诱导胸腺中的Th1型细胞相关基因Stat4和Socs1的表达上调,而对Th2型和Th3/Tr型细胞相关基因IL-4ra、Cebpb、Gata3及Tgfb3下调,最终导致Th1型免疫应答基因Sftpd上调.高剂量辐射均可诱导Th1、Th2和Th3/Tr型细胞相关基因的上调,但Th1型免疫应答基因表达无变化,而Th2型免疫应答相关基因Cd86、IL-18、IL-10以及Irf4上调.结论 低剂量辐射诱导Th1型免疫应答,而高剂量辐射诱导Th2型免疫应答.     

核工业某厂放射工作人员与非放射工作人员的MDM2基因表达调查与分析

目的 探讨核工业某厂放射工作人员与非放射工作人员辐射敏感基因表达的差异。 方法 采集了3名健康人外周血进行60Co γ射线照射,建立辐照后鼠双微体基因2（MDM2）表达的剂量-效应关系,抽取核工业某厂96名工作人员（49名放射工作人员、47名非放射工作人员）外周血,利用实时荧光定量PCR技术检测放射工作人员外周血中MDM2基因的表达情况。 结果 在0~2 Gy剂量范围内,MDM2的表达水平随照射剂量增加而上升。某厂96名工作人员外周血MDM2基因表达水平的检测分析结果表明,非放射工作人员年龄因素对外周血MDM2基因表达无影响（F=2.11,P＞0.05）;放射工作人员外周血MDM2基因表达与非放射工作人员相比,差异具有统计学意义（t=7.78,P＜0.05）。 结论 电离辐射可以诱导人离体外周血MDM2基因表达改变,且基因表达与照射剂量存在一定的剂量相关性,MDM2有望成为核工业放射工作人员健康调查的敏感指标。     

2Gy和10Gyγ射线照射正常人淋巴母细胞基因表达转录谱的比较

目的 了解中等剂量和大剂量辐照对基因表达影响的差异性，以此探讨不同剂量γ射线生物学效应的分子基础。方法 正常人淋巴母细胞经2和10Gy^60Coγ射线照射后培养4h（未照射为对照组）。用包含有14022个基因的人类cDNA芯片分析基因转录谱，每个剂量点重复一次芯片检测，照射组与对照组细胞的差异表达基因表达量比值大于2或小于0．5，并且2次检测结果一致的基因点为有效差异表达基因。结果 2Gy照射后共有32个基因表达下凋，46个基因表达上调；10Gy照射后共有219个基因表达水平下降，26个基因表达水平上升，在两个剂量照射条件下都表达下调的基因至少有11个，同时上调的基因有9个，这些基因大多与细胞信号转导、细胞周期调控、DNA损伤修复、细胞凋亡等相关。结论 观察到中等剂量和大剂量辐照的相同诱导表达变化基因，10Gy剂量照射使大量的基因表达抑制，将导致细胞多方面的生理功能障碍。     

C57小鼠受照后胸腺细胞基因表达谱的变化

目的 研究受1Gyγ射线照射后一个月,C57小鼠胸腺细胞细胞基因表达谱的变化。方法 使用Agilent小鼠oligo基因芯片技术,观察受照射小鼠和非受照射小鼠两组间的基因差异表达。结果 在所观察小鼠21319个基因中,107个基因在受照射小鼠胸腺组织中表达上调2倍以上(其中13个上调4倍以上),9个基因表达下调超过200%(其中2个下调超过400%),这些变化基因涉及细胞的一些基本代谢活动。结论 变化明显的基因功能涉及胚胎发育,组织形成与维持,免疫与应激、蛋白合成、凋亡、信号转导等,上调基因的数量远多于下调基因数量,其中编码角蛋白在胚胎发育中的作用值得注意。在变化明显的上调和下调基因功能中都涉及到PI3-K,也是一个值得继续关注的现象。     

超高剂量率照射和常规照射对小鼠肝脏辐射损伤的转录组学比较研究

目的研究超高剂量率照射(FLASH-RT)和常规照射(CONV-RT)对小鼠肝脏基因表达谱的影响, 为揭示FLASH-RT的潜在作用机制提供理论依据。方法将11只C57BL/6J雄性小鼠, 按照随机数字法分为健康对照组(Ctrl组)、常规照射组(CONV-RT组)和超高剂量率照射组(FLASH-RT组)。CONV-RT组和FLASH-RT组采用相应的方式对小鼠进行腹部照射, 剂量均为12 Gy, 照后将小鼠脱颈处死, 分别收集肝脏组织, 提取总RNA。通过转录组测序技术和生物信息学分析方法, 探究小鼠受照后肝脏组织基因表达谱变化。利用实时定量PCR法对3个基因(Stat1、Irf9和Rela)表达水平进行验证分析。结果 FLASH-RT组与CONV-RT组之间共发现1 762个差异表达基因(DEGs), 其中上调基因660个, 下调基因1 102个;FLASH-RT组与Ctrl组之间共发现1 918个差异表达基因, 其中上调基因728个, 下调基因1 190个;CONV-RT组与Ctrl组之间共发现1 569个差异表达基因, 其中上调基因1 046个, 下调基因523个。基因本体论(G...     

60Co γ射线急性照射对比格犬外周血淋巴细胞基因表达谱的影响

目的 探讨急性照射后比格犬外周血淋巴细胞基因表达谱的变化。方法 将20只雄性成年比格犬用单纯随机数字表法均衡分为4组：空白对照组和0.5、2.0、5.0 Gy 3个照射组,⁶⁰Co γ射线急性照射相应剂量,照后6 h采集外周血,分离淋巴细胞进行总RNA提取和基因芯片杂交以开展差异表达基因筛选,并对差异表达基因进行基因本体（GO）分析,以及京都基因与基因组百科数据库（KEGG）通路分析,以实时定量PCR（qRT-PCR）进行结果验证。结果 与空白对照组相比,3个剂量组受照后6 h共有308条基因差异表达2倍以上,其中61条表达上调,247条表达下调,主要涉及免疫反应、肿瘤发生等。共同差异表达基因的GO富集分析涉及细胞连接、信号转导、氧化还原及物质代谢等,共同涉及的KEGG通路包含肿瘤途径、p53信号通路和JAK-STAT信号通路、酪氨酸代谢等。通过qRT-PCR验证,凋亡增强核酸酶（AEN）和促分裂原活化蛋白激酶13（MAP3K13）基因表达结果与基因芯片结果一致。结论 不同剂量的γ射线急性照射均对比格犬外周血淋巴细胞的基因表达谱产生明显影响,共同差异表达基因涉及免疫系统、物质代谢及致癌效应等多项生物学功能及相关通路。     

辐射对小鼠精子发生过程中印记基因表达的影响

目的筛选在小鼠精子发生过程中受电离辐射影响表达发生改变的印记基因。方法选择雄性BALB／c小鼠8只，分为实验组和对照组X射线全身照射0．1Gy／d，连续13d，建立辐射干扰小鼠精子发生模型。提取实验组和对照组睾丸RNA，采用上海生物芯片中心小鼠寡核苷酸基因表达谱芯片筛选表达发生改变的印记基因，对感兴趣的基因经半定量RT—PCR验证。结果12个表达发生改变的印记基因，6个上调，6个下调，其中Igf2、Peg3基因Ratio值分别为3．859和0．397，经半定量RT—PCR验证与芯片结果相符。结论X射线全身照射可导致小鼠睾丸部分印记基因表达发生改变。     

SD大鼠放射性肺纤维化模型的建立及评价

目的 建立SD大鼠放射性肺纤维化模型,探寻实验中纤维化蛋白、细胞因子等作为组织纤维化程度评价指标的可行性,为放射性肺纤维化的研究提供基础。 方法 选取体重为180~200 g的SD雄性大鼠37只,完全随机分为对照组（5只）和照射组（32只）。照射组采用X射线行右肺单次照射,照射剂量分别为13 Gy（10只）、15 Gy（10只）和17 Gy（12只）,分别于照后4个月和6个月,采用苏木精-伊红染色和马松三色染色评价大鼠肺组织纤维化程度;采用Western blot检测纤维黏连蛋白1（FN1）、基质金属蛋白酶2（MMP2）、α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）在肺组织中的表达;测定肺组织中羟脯氨酸含量以评价肺组织中胶原蛋白表达水平。酶联免疫吸附测定法测定支气管肺泡灌洗液中转化生长因子β（TGF-β）、白细胞介素6、肿瘤坏死因子α（TNF-α）、γ干扰素（IFN-γ）的变化。组间比较采用独立样本 t 检验。 结果 与对照组相比,照射组4~6个月后均出现肺纤维化,纤维化程度随照射剂量的增大和照射时间的增长而增加;照射组大鼠肺组织中FN1、α-SMA的蛋白表达水平较对照组升高,MMP2的蛋白表达水平较对照组降低;6个月照射组羟脯氨酸含量较对照组升高,分别从（514.19 ±282.20）μg/mg 增加至（886.13 ±145.01）、（1188.70 ±273.84）、（1700.70 ±590.95）μg/mg,且差异均有统计学意义（t=2.621、3.609、4.004,均P<0.05）;支气管肺泡灌洗液中TGF-β、白细胞介素6、TNF-α分泌量较对照组上调,差异有统计学意义（t=4.030~12.780,均P<0.05）,IFN-γ较对照组下调,差异有统计学意义（t=2.498~4.303,均P<0.05）。 结论 SD大鼠放射性肺纤维化模型构建成功。大鼠肺组织纤维蛋白含量未能反映肺组织纤维化程度,肺组织羟脯氨酸含量与支气管肺泡灌洗液中细胞因子在重度纤维化时可作为评价指标。     

电离辐射对原代成骨细胞M-CSF表达的影响

目的 研究辐射对于原代成骨细胞巨噬细胞集落刺激因子（M-CSF）表达的影响,进而研究辐射导致骨损伤的分子机理。 方法 采用原代骨髓间充质干细胞诱导分化为成骨细胞,经0、2、4 Gy 137Cs γ射线照射后,采用实时定量PCR以及Western blot方法检测辐射对M-CSF mRNA和蛋白表达水平的影响。 结果 2 Gy和4 Gy γ射线照射均能引起成骨细胞M-CSF mRNA（t=-17.329, P < 0.01;t=-3.841, P < 0.05）和蛋白表达水平上调。4 Gy照射后则会导致成骨前体细胞M-CSF mRNA表达水平上调（t=-4.478, P < 0.05）,但与对照组比较,两者的蛋白表达水平未见显著差异。 结论 2 Gy和4 Gy γ射线照射后,成骨细胞M-CSF表达水平上调能增强核因子κB受体活化因子配体对破骨细胞分化、成熟的促进作用,有助于增强破骨细胞的骨吸收能力。     

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。     

极低频磁场联合X线对人肝癌细胞株BEL-7402作用的机制研究

目的 研究极低频磁场联合X线对人肝癌细胞株BEL-7402的作用机制。方法 人肝癌细胞株BEL-7402经0、2、4、6、8、10 Gy X线照射后,用极低频磁场处理(100 Hz、0.7 mT、30 min、3 d)后,利用扫描电镜作形态观察,流式细胞仪、基因芯片研究细胞凋亡机制。结果 扫描电镜形态显示,极低频磁场联合X线组肝癌细胞株BEL-7402发生凋亡改变。流式细胞仪观察结果显示,当X线剂量是2、4、6、8、10 Gy, 极低频磁场联合X线凋亡率为10.0%、14.5%、4.3%、5.1%、7.1%,X线组凋亡率是0.1%、8.10%、0.1%、0.4%、 2.2% (P<0.05)。基因芯片结果显示,极低频磁场联合X线组共有1465条出现上调,1108条出现下调。其中比值≥2倍的基因共有336条,上调262条,下调74条。与凋亡相关基因共110条,上调基因71条,下调基因39条。涉及CDC25、CHK1、ATM、p38、PTEN、p53、G₁/S、Fas、G₂/M、Cell Cycle、Apoptosis、Caspase基因通路中的基因。极低频磁场加X线组差异表达结果中有13条同时出现在极低频磁场组。42条同时出现在X线组。结论 极低频磁场与X线通过不同的基因通路影响细胞凋亡。极低频磁场与X线对人肝癌细胞株BEL-7402凋亡有协同作用。     

辐射相关基因芯片的制备及其在肺癌细胞中的应用

目的 寻找参与肺癌细胞辐射抗性的基因。方法构建辐射相关的基因芯片，初步筛选出在不同辐射敏感性肺癌细胞系中差异表达的基因。为了评价芯片结果的可靠性，我们对一些差异表达基因进行了RT-PCR验证。结果和辐射敏感的NCI-H446细胞相比，辐射抗性的A549中有18个基因有明显的改变，8个基因是上调，10个基因是下调。在照射后6h和24h，A549细胞中分别有22个基因(19个基因上调，3个下调)和26个基因(8个上调，18个下调)的差异表达；NCI-H446细胞中分别有17个基因(9个基因上调，8个下调)和18个基因(6个上调，12个下调)差异表达。从这些基因中，我们发现一些参与细胞增殖和抗凋亡的基因，在照射后的A549细胞中是增高的，而在NCI-H446细胞中是降低的。另外一些参与DNA修复的基因，在A549中比在NCI-H446细胞中有更高的表达。结论一些参与细胞DNA修复、细胞周期调控、细胞增殖和抗凋亡作用的基因可能有助于A549细胞辐射抗性的形成。