不同剂量全脑放疗胶质瘤模型对血脑屏障紧密连接影响的研究

目的:观察C6脑胶质瘤单次全脑放疗后早期血脑屏障(BBB)通透性的变化、超微结构特征及紧密连接蛋白Claudin-5的表达变化。方法:荷瘤鼠50只,随机分为假照射组和5、10、15、20Gy组各10只,行相应剂量全脑放射线单次照射,并于照射后24h处死,各5只分别行硝酸镧透射电镜示踪法观察肿瘤临近处(BAT)BBB通透性,免疫组化法测定Claudin-5的变化。结果:硝酸镧示踪电镜观察:假照射组、5Gy组荷瘤鼠BAT处见La3+渗出至局部基底膜,大部分分布在血管腔内;10Gy组BAT处可见La3+渗出至广泛基底膜及脑组织间隙,紧密连接开放;15、20Gy组BAT处均可见La3+渗出至基底膜、血管腔外、脑组织间隙内及细胞内。统计学分析硝酸镧渗出显示,20、15Gy>10Gy>5、0Gy,P<0.05。Clau-din-5表达变化:假照射组、5Gy组荷瘤鼠BAT处脑组织表达下降,仍呈中度表达;10Gy组BAT处可见较假照射组脑组织表达下降,呈轻中度表达,血管扭曲、变形与间断表达状态并存;15、20Gy组BAT处均可见较假照射组脑组织表达下降,呈轻度表达,沿血管间断表达,并见碎片状。统计学分析显示,20、15Gy>...     

大鼠C6胶质瘤血脑屏障超微结构与紧密连接蛋白claudin-5变化的研究

背景与目的：开放血脑屏障将为胶质瘤的综合治疗提供新的希望,本研究观察C6脑胶质瘤不同区域血-脑屏障（BBB）的通透性的变化、超微结构特征及紧密连接蛋白claudin-5的表达变化。方法：雄性SD大鼠,随机分为对照组和荷瘤组,采用立体定向方法在大鼠右侧尾状核接种C6细胞建立大鼠C6胶质瘤模型,于建模后第20天取肿瘤、肿瘤临近处（brain adjacent to tumor,BAT）即距肿瘤边界2mm以内及肿瘤远隔处（brain dis-tant to tumor,BDT）即2mm以外的大脑半球脑皮质3个部位的脑组织和对照鼠右侧尾状核正常脑组织,采用外源性硝酸镧透射电镜示踪法,观察BBB/BBTB超微结构特征;免疫组化法观察紧密连接蛋白claudin-5在正常鼠和荷瘤鼠各部位的表达变化。结果：（1）肿瘤处可见La^3＋通过血管内皮细胞的紧密连接渗透至血管腔外及脑间质裂隙内,BAT部分见La^3＋渗出至局部基底膜,大部分分布在血管腔内,而BDT及对照组正常脑组织La^3＋分布在血管腔内,血管内皮细胞紧密连接结构完整,基底膜呈线状连续,脑血管内皮细胞浆均未见La^3＋。（2）claudin-5在BDT与对照组脑组织表达丰富、连续;肿瘤处表达减弱,沿血管呈间断表达;BAT较正常脑组织表达下降,但仍呈连续状态。结论：正常脑组织血脑屏障稳定,通透性最低;肿瘤的周边存在不同程度的屏障;C6胶质瘤细胞的直接浸润可以降低内皮细胞紧密连接蛋白claudin-5,可能是诱导紧密连接破坏导致BBTB通透性增高的重要原因。     

大鼠全脑照射后脑内一氧化氮含量的变化

[目的]观察大鼠全脑照射后脑组织中一氧化氮（NO）含量的变化，探讨放射性脑损伤中NO所起的作用。[方法]对SD大鼠用4MeV电子线单次全脑5Gy、15Gy和30Gy照射后，于照射后6h、1d、2d和3d检测大大脑皮层中NO的含量．[结果]5Gy、15Gy和30Gy照射后1d、2d．脑内NO随照射剂量递增而增加（P〈0．05）．在6h和3d各剂量组无差异。各剂量组在1d时脑内NO达峰值，2d时逐渐下降．3d时恢复对照组水平。[结论]大鼠全脑照射后脑组织中NO升高，它在放射性脑损伤的发病机制中可能有重要的作用。     

CXCR4/SDF-1 轴调节人肺腺癌PC-9 细胞对Bends细胞血脑屏障模型功能的影响

目的：通过建立体外血脑屏障（blood brain barrier,BBB）模型,探讨人肺腺癌PC-9 细胞在CXCR4/SDF-1 轴作用下对BBB紧密连接蛋白的影响。方法：利用永生化的小鼠脑微血管内皮细胞Bends 进行单层培养,建立体外BBB模型;通过跨内皮细胞电阻（transendothelial electrical resistance,TEER）测定及荧光素钠通透性实验判定体外BBB模型的功能状态以及观察PC-9细胞对体外BBB 模型功能的影响。Western blotting 检测PC-9 细胞在CXCR4 抑制剂AMD3100、SDF-1 单独或联合（1 μg/ml AMD3100,100 ng/ml SDF-1,AMD3100+SDF-1）作用下对BBB模型功能和内皮细胞紧密连接蛋白表达的影响,Transwell 迁移实验检测CXCR4/SDF-1 轴对PC-9 细胞跨BBB模型细胞层迁移能力的影响。结果：Bends 细胞单层培养可形成紧密连接的“屏障”并产生较高的TEER,第96 h 达到（182.13±5.19）Ω·cm2;同时行荧光色钠通透性实验结果显示,BBB具有良好屏障性能,其通透率低于空白对照组（P<0.05）。PC-9 细胞作用后,BBB模型TEER逐渐降低,第24 h 降至（46.7±4.35）Ω·cm2;同时BBB 通透率较作用前显著提高（P<0.05）。PC-9 细胞在AMD3100 作用下能够上调内皮细胞紧密连接蛋白的表达（P<0.05）;AMD3100 处理组的PC-9 细胞穿过BBB的细胞数较空白组明显减少[ （43±2）vs（81±2）个,P<0.05]。结论：AMD3100 能够减弱PC-9 细胞对Bends 细胞建立的体外BBB模型紧密连接的破坏能力。     

X线照射后对乳腺癌细胞凋亡的影响及CDKN1A表达的变化

目的探讨乳腺癌细胞系（MCF-7）X线照射后CDKN1A基因（p21）表达变化及其对细胞凋亡的影响。方法用流式细胞方法检测MCF-7细胞在接受不同剂量X射线照射后CDKN1A基因表达的改变和用RNAi技术抑制CDKN1A基因表达并检测细胞凋亡的变化。结果MCF-7细胞在接受不同剂量（1、2和4 Gy） X射线照射后CDKN1A蛋白表达有不同程度升高,其中 4 Gy照射后升高水平最明显（P<0.05）。在接受4 Gy剂量照射后,CDKN1A蛋白水平在8、12、24、48、72 h 均有不同程度增加,其中24 h时较对照组升高3倍(P<0.05)。抑制CDKN1A基因表达后MCF-7细胞凋亡率增加183.9%（P<0.05）。结论乳腺癌细胞在接受4 Gy照射后24 h的CDKN1A表达水平增加最为明显,抑制CDKN1A基因表达可促进细胞凋亡。     

X射线对人肺癌A549细胞Bmi-1表达的影响

目的：研究X射线照射对人肺癌A549细胞株中Bmi-1 mRNA和蛋白表达的影响。方法：用不同剂量（0、2、4、6Gy）的X射线照射体外培养的人肺癌A549细胞株,分别采用实时荧光定量PCR和Western blot技术检测照射0、6、12、24、48和72 h后Bmi-1 mRNA和蛋白的表达水平。结果：与对照组比较,2、4、6 Gy X射线照射A549细胞后48 h内Bmi-1 mRNA表达升高,差异均有统计学意义（P〈0.05）;（2 Gy 48 h组除外）,2 Gy组照射后6 h、4 Gy组12 h、6 Gy组24 h升高最显著（P〈0.05）。照射后48 h内蛋白表达升高（4Gy除外）,48 h后蛋白表达逐渐下降,至72 h时接近未照射组水平。各时间点（除4 Gy 48 h和72 h外）的蛋白表达与对照组相比差异均有统计学意义（P〈0.05）。结论：在本实验条件下,2～6 Gy剂量X射线照射48 h内可使人肺癌A549细胞Bmi-1表达升高,之后表达逐渐降低。     

大鼠全脑照射后早期大脑NG2和O4表达变化

目的 探讨大鼠全脑照射后早期大脑少突胶质前体细胞的放射性反应。方法 SD大鼠单次全脑照射后用免疫荧光组织化学法分别检测早期大脑皮质和海马CA1区NG2和04阳性细胞数量。结果 和对照组相比，10Gy照射后各时间点大鼠脑皮质和海马CA1区NG2和04阳性细胞数都有不等程度的增加，其中照射后7d和14d的NG2和04阳性细胞增加最明显；照射后28d的NG2和04阳性细胞数较之7d和14d时减少。结论 大鼠全脑照射后早期大脑NG2和04表达增加，少突胶质前体细胞增多，并且和观测时间相关。     

miR-200 b介导血肿瘤屏障通透性增加的机制

目的：研究微小RNA（ microRNA,miRNA）miR-200b是否介导血肿瘤屏障（ blood-tumor barrier, BTB）通透性增加。方法：测量跨内皮阻抗值（ TEER）、辣根过氧化物酶（ HRP）渗漏量,分析血脑屏障（ blood-brain barrier,BBB）和BTB通透性的改变,应用Real-time PCR检测血脑屏障BBB和BTB大鼠脑微血管内皮细胞（ rat cerebral microvascular endothelial cell RCMEC,ECs）miR-200b的表达,应用miR-200b agomir和miR-200b antagomir分别转染GECs（ECs和U87脑胶质瘤细胞共培养的细胞）后分析血肿瘤屏障的通透性改变;应用Western blot检测紧密连接相关蛋白ZO-1（ zonula occludens-1）的表达;应用免疫荧光方法观察GECs紧密连接相关蛋白ZO-1和丝状肌动蛋白（ filamentous actin,F-actin）结构和分布的改变。结果：与BBB 相比,BTB的TEER值显著降低,HRP显著升高;与BBB 的ECs 相比,GECs内源性miR-200b表达显著降低;miR-200b agomir和miR-200b antagomir成功转染到GECs 中;miR-200b agomir 组TEER值显著升高,HRP流量显著降低,以及ZO-1表达显著升高,抑制ZO-1由内皮细胞的边缘向细胞质转移,抑制丝状肌动蛋白由细胞膜边缘向细胞中央区分布,F-actin分布于细胞边缘明显增加,应力纤维形成明显减少;miR-200b an-tagomir结果与miR-200b agomir实验结果相反。结论：MiR-200b介导BTB通透性增加。     

小细胞肺癌预防性脑照射的远期疗效

目的：探讨预防性全脑照射对局限期小细胞肺癌脑转移率和生存率的影响。方法：51例经化疗加放射治疗后完全缓解的局限期小细胞肺癌病例被随机分为脑照射组（26例）和对照组（25例）。脑照射组在肿瘤完全缓解后11－58d开始常规分割照射，采用双侧野照射，剂量为25．2－3．6Gy。结果：脑照射组脑转移率为3．8％，明显低于对照组的32．0％（χ^2=5.15,P=0.02)。脑照射组1、3、5年生存率分别为84．6％、42．3％、34．6％，对照组分别为72．0％、32．0％、24．0％，两组比较差异无显著性意义（χ^2=2.25,P=0.13)。脑照射组没有出现严重的放射后遗症。结论：预防性全脑照射能减少局限期小细胞肺癌的脑转移，可能有提高其生存率的趋势。     

电离辐射对食管癌细胞周期及MDC1、53BP1蛋白表达的影响

目的 观察60Co γ射线照射后食管癌细胞周期、细胞凋亡及其相关蛋白表达的变化,为食管癌放射治疗、靶向治疗提供理论依据。方法 食管癌细胞株TE 13进行不同剂量（0、1、2、5、10、15Gy）照射后,应用流式细胞术分别检测照射后1、2、12、24和48h细胞周期和凋亡指数的变化;同时采用Western blot方法检测MDC1和53BP1蛋白表达情况。结果 TE 13细胞照射后12、24、48h,TE 13细胞的G0/G1期、G2/M期和S期的变化呈现明显剂量依赖性,1Gy和2Gy照射后12h,细胞G2/M期阻滞开始出现;5、10、15Gy照射后24h,细胞G2/M期阻滞最为明显,与对照组（0Gy组）相比,差异具有统计学意义（P<0.05）;15Gy照射后12h、24、48h,TE 13细胞的凋亡增加非常显著（P<0.01）;不同剂量照射后1、2、24h,TE 13细胞MDC1和53BP1蛋白表达未见明显变化（P>0.05）。结论 TE 13细胞经不同剂量放射线照射后,细胞周期出现明显的G2/M期阻滞,细胞凋亡指数明显增加,但对MDC1和53BP1蛋白表达未见明显影响。     

Effect of single dose irradiation on human glioblastoma spheroids in vitro

Investigation of the predictive value of a radiosurgery-relevant treatment of glioblastoma spheroids. Organotypic multicellular spheroids were cultured and irradiated (20 Gy). Morphology, apoptosis and immunohistochemical expression of p53, p21, MIB-1, TGF-beta and VEGF were examined 4 h, 24 h, 7 days, and 14 days following treatment. Cell proliferation decreased, while apoptosis was increased. No morphological damage was observed. p53 expression was significantly increased after 4 h. TGF-beta and VEGF expression were only slightly altered. Particularly early changes in proliferation and apoptosis can be observed in spheroids. Individual response differences suggest spheroids of human gliomas to be useful for monitoring radiosurgery effects.     

姜黄素对中子照射后小鼠空肠上皮NF-κB表达影响的定量病理研究

目的探讨姜黄素对中子照射后小鼠空肠上皮NF-κB表达的影响。方法选取二级雄性BALB/c小鼠120只,随机分为对照组、3 Gy中子照射组和姜黄素治疗组。照射组小鼠采用3 Gy中子全身均匀照射,姜黄素治疗组于照射后即日腹腔注射一次,剂量为200 mg/（kg.d）,每天1次,连续给药5 d。采用HE染色、免疫组织化学和图像分析等手段,检测小鼠空肠病理形态变化以及空肠上皮NF-κB表达的变化。结果3 Gy中子照射后3 d内,空肠黏膜大面积坏死脱落; 照后3 d偶见隐窝细胞再生,照后5 d见较多新生隐窝; 姜黄素治疗组在照后3 d隐窝再生较明显,照后5 d见大量新生绒毛,排列较为整齐。3 Gy中子照射后6 h-5 d,NF-κB由胞浆转入胞核内,在胞核内表达进行性增加,5 d呈强阳性; 姜黄素治疗组在照射后3 d和5 d,NF-κB在胞核内表达呈阳性,强度弱于照射组。结论3 Gy中子照射引起小鼠空肠严重损伤,姜黄素治疗可减轻损伤并促进肠道上皮再生修复,其保护作用可能与NF-κB信号通路抑制有关。     

The late effects of radiation on the blood brain barrier

Rats were irradiated with 60 to 20 Gy in a single dose focussed to a volume of 0.5 cc in the center of the left hemisphere. Breakdown of the BBB was detected by the presence of spikes on EEG after subcutaneous injection of Bicuculline methiodide, and the presence of staining following Evans Blue dye injection. Breakdown of the BBB (mean and standard deviation) occurred in 38/46 of the 60 Gy rats at 98 +/- 16 days, 7/11 of the 50 Gy rats at 128 +/- 25 days, 11/18 of the 40 Gy rats at 162 +/- 3 days, 5/11 of the 30 Gy rats at 178 +/- 5 days and, 7/12 of the 20 Gy rats at 217 +/- 7 days post irradiation. This study suggests that endothelial damage could be the principle mechanism mediating the late radiation syndrome.     

γ线与微波复合辐射对小鼠骨髓细胞增殖分化能力的影响

目的探讨γ线复合微波辐射对小鼠骨髓细胞增殖和分化能力的影响及意义。方法 150只昆明小鼠随机分为对照组、微波辐射组、γ线辐射组、γ线复合微波辐射组,小鼠经5.5Gy60COγ线辐射后立即进行微波辐射（平均功率密度50mW/cm2、辐射时间5min）,于辐射后6h、1d、3d、7d、14d,应用流式细胞术、Feulgen染色、免疫细胞化学结合图像分析技术检测骨髓细胞周期、DNA含量和PCNA表达,并进行粒-单系祖细胞集落（CFU-GM）和红系祖细胞集落（CFU-E）培养计数。结果与对照组比较,微波组于辐射后1dG2-M期细胞比例明显增高,6h～3dCFU-GM和CFU-E数明显减少;射线组和复合组于辐射后6h和1dS期细胞显著减少,G0-G1期和G2-M期细胞比例明显增高,1～7dPCNA表达明显降低;射线组于辐射后1d和3dDNA含量明显减少,复合组于辐射后6h～7d亦明显减少,并于1d明显少于射线组;射线组和复合组于辐射后14d内CFU-GM和CFU-E数显著减少,且复合组明显少于射线组。结论 5.5Gyγ线复合微波辐射通过影响细胞周期、下调PCNA表达、降低DNA合成,明显抑制骨髓细胞的增殖分化,本实验条件下,其损伤效应主要以γ射线为主,微波可加重其损伤。     

基于时间维度的全转录组水平重离子肺部放射效应研究

目的 探索小鼠正常肺组织在重离子射线暴露后不同时期、不同暴露剂量下转录水平表达改变,为寻找重离子放射敏感基因、研究重离子放射效应与损伤机制奠定基础。方法 时间梯度实验:采用14.5Gy碳离子射线对小鼠进行全肺野照射,分别于照射后3天和1、3、24周提取肺组织总RNA。剂量梯度实验:采用0、7.5、10.5、12.5、14.5、17.5、20Gy重离子射线照射后1周提取肺组织总RNA。两组实验均行全转录组芯片检测。结果 重离子射线14.5Gy照射后急性期(3天)、亚急性期(1周)、炎症期(3周)、纤维化期(24周)小鼠肺部全转录组基因表达主成分分析出现各阶段差异性分离;其中以照射后3天基因表达差异最为显著,照射后1周与其余各时间点均一性最高。细胞凋亡是重离子照射后肺组织主要的细胞死亡类型,以Phlda3为中心的Gdf15、Mgmt、Bax相互关联基因是放射敏感基因(R=0.76,P<0.001)。结论 本研究为重离子照射后正常肺组织生物学效应机制提供了转录水平依据。     

DNA methylation changes in cells regrowing after fractioned ionizing radiation

Background and purpose

Repeated exposure to ionizing radiation (IR) can result in adaptive reactions. While DNA methylation changes in adaption to repeated stress exposure are established for a variety of drugs, their role in fractioned ionizing radiation is largely unknown.

Material and methods

MCF7 breast cancer cells were treated 5 times a week with IR in fractions of 2 Gy, resulting in total doses of 10 and 20 Gy. Cells were harvested 48 and 72 h after the last irradiation, as well as after a recovery period of at least 14 d. To identify genes differentially methylated in irradiated versus non-irradiated cells, we used methyl-CpG immunoprecipitation (MCIp) followed by global methylation profiling on CpG island microarrays.

Results

MCIp profiling revealed methylation changes in several CpG islands 48 h after FIR with 10 and 20 Gy. Cells receiving a total dose of 10 Gy started regrowing after 14 d and exhibited similar radioresistance as mock-treated cells. Differential methylation of the CpG units associated with FOXC1 (p < 0.001) and TRAPPC9 (p < 0.001) could be confirmed by time-of-flight mass spectrometry (Sequenom).

Conclusions

In summary, these data indicate that regrowth of MCF7 cells after 10 Gy FIR is associated with locus-specific alterations in DNA methylation.     

γ射线照后不同时间点人肝细胞基因差异表达谱的研究

目的：对γ射线照射后4和24 h人肝细胞株的差异表达基因进行筛选,为从基因水平上揭示放射性从业人员肝脏的早期损伤提供依据。方法：利用全基因组基因芯片技术,对人正常肝细胞7702给予不同剂量（0.5和1.0 Gy）γ射线照射不同时间（4和24 h）后的基因差异表达谱进行筛选和分析。结果：照后4 h在不同剂量水平上（0.5和1.0 Gy）筛选出差异表达基因218个;照后24 h不同剂量水平上（0.5和1.0 Gy）筛选出差异表达基因1 475个;0.5 Gy剂量水平上照后不同时间（4和24 h）筛选出差异表达基因235个;1.0 Gy剂量水平上照后不同时间（4和24 h）筛选差异表达基因170个;最后筛选出共同的差异表达基因129个;另外还发现了一些有意义的通路途径,如胰岛素合成与分泌途径等;同时为了验证基因芯片筛选结果的准确性,进一步采用SYBR绿色实时荧光定量PCR技术,对胰岛素生长因子2结合蛋白3（IGF2BP3）及早期响应因子1（EGR1）两个有意义且表达量稳定的辐射后差异表达基因进行了验证,结果显示其定量结果与芯片检测结果趋势一致。结论：γ射线辐照后共筛选出差异表达基因129个,辐射对人肝细胞的早期损伤表现为多靶点、多层次及多通路等特点。     

Antagonism of paclitaxel cytotoxicity by X-rays

We have employed in vitro clonogenic assays and DNA flow cytometry to examine the effect of X-ray irradiation on the response of human tumor cells to paclitaxel. Irradiation caused the development of cell cycle delays in G1 and G2/M in the human breast MCF-7 and lung A549 adenocarcinoma cell lines. Irradiation given just prior to or concurrently with exposure to paclitaxel reduced cytotoxicity due to paclitaxel. For example, the surviving fraction of both MCF-7 and A549 cells was 0.03 after 24 h of exposure to 50 nM paclitaxel. However, if the cells were irradiated with 3 Gy just prior to the start of 24 h of paclitaxel exposure, the surviving fractions of MCF-7 and A549 cells were 0.08. Since 3 Gy alone reduced the survival of MCF-7 and A549 cells by 65% and 50%, respectively, the surviving fractions of MCF-7 and A549 cells were 7.6 and 5.3 fold higher after treatment with radiation and paclitaxel than would have been predicted if the cytotoxicities of the different treatments had been additive. Incubation of cells in 5 mM pentoxifylline after irradiation reduced the G2/M block induced by radiation and partially reversed the antagonism of paclitaxel cytotoxicity. These data show that radiation, by inducing cell cycle delays, can antagonize the cytotoxicity of paclitaxel. These results have implications for the development of clinical protocols which combine radiation and paclitaxel in treatment plans.