低剂量X射线照射对K562细胞周期及凋亡影响的实验研究

目的 低剂量照射(low-dose radiation,LDR)可调节细胞信号传导,通过各种基因和蛋白的表达改变其分子生物学效应,由此产生了多样复杂且不同于大剂量照射的生物效应.用LDR及LDR联合大剂量照射(high-dose radiation,HDR)人红白血病细胞系K562(CML),探讨LDR对K562细胞周期进程及凋亡的影响.方法 按照K562细胞照射剂量不同分为4组,对照组(0 Gy)、LDR组(0.08、0.50 Gy)、HDR组(6 Gy)及LDR联合HDR组(0.08/6 Gy、0.50/6 Gy,LDR/HDR组).采用6 MVX射线照射,LDR与HDR间隔8 h;照射后按不同时间点收集细胞,流式细胞仪检测细胞周期变化与凋亡并分析细胞DNA倍体变化.结果 LDR后6h各组S期比例增加,对照组与LDR各组分别为55.38±2.22 vs 71.91±7.30、73.13±4.09(Z=-2.428,P=0.022;Z=-3.987,P＜0.001);12 h G2/M期细胞比例增加,出现G2/M阻滞,24 h达峰值,对照组与LDR各组分别为17.81±1.27 vs 26.61±7.82、29.02±2.76(Z=-3.684,P＜0.001;Z=-2.928,P＜0.001);48 h各组G0/G1细胞增多,72 h达峰值,对照组与LDR各组分别为27.07±1.19 vs 52.32±2.42、44.06±1.90(Z=-2.351,P=0.020;Z=-2.172,P=0.032).LDR/HDR后6hS期细胞比例增多,且G2/M期比例增加,即G2/M期阻滞,12 h达峰值并持续至24 h,12 h HDR组与LDR/HDR各组G2/M期分别为26.98±2.15 vs 56.27±1.57、69.31±2.51(Z=-2.564,P=0.021;Z=-7.759,P＜0.001).LDR后48 h凋亡率增加,96 h达峰值,对照组与LDR各组分别为1.82±0.12 vs3.21±0.20、6.28±0.30(Z=-3.959,P=0.003;Z=-9.705,P＜0.001);LDR/HDR照射后24 h凋亡率增加,120 h达峰值,HDR组与LDR/HDR各组分别为14.21±0.61 vs 17.38±0.92、27.91±1.07(Z=-2.986,P=0.027;Z=-6.973,P＜0.001).LDR后6h各组四倍体及八倍体细胞增加,且随照射剂量增大而增多,对照组与LDR各组八倍体细胞分别为2.41±0.15 vs 4.84±0.46、7.83±0.59,差异有统计学意义,H值分别为5.956和7.200,P值分别为0.025和0.001;LDR/HDR后6h各组四倍体及八倍体细胞增加,亦随LDR剂量增大而增多,HDR组与LDR/HDR各组八倍体细胞分别为6.49±1.05 vs 10.80±1.23、13.77±0.79,差异有统计学意义,H值分别为5.600和7.200,P值分别为0.05和0.001.结论 LDR能诱导K562凋亡,并能增强随后HDR对K562凋亡作用;LDR能诱导S/M期解偶联及G2/M期阻滞等细胞周期进程改变;LDR诱导K562凋亡可能与S/M期解偶联及G2/M期阻滞等改变细胞周期进程有关.

Influence on proliferation and apoptosis with low dose irradiation in leukemia K562 in vitro