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低剂量辐射引起细胞旁效应的早期过程和时空效应
目的尽管辐射旁效应研究目前已成为辐射生物学研究的热点,但旁效应产生的早期过程,特别是旁效应传导的与时间、空间和损伤强度的关系并不清楚.
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归芪益元膏对重离子辐射损伤模型大鼠肺肾旁效应的影响
目的 探讨归芪益元膏防治重离子(12C6+)束辐射肺肾旁效应的作用机制,为临床辐射损伤防护提供新的思路.方法 健康雄性Wistar大鼠60只,随机分为正常对照组(NCG组)、单纯辐射组(SRG组)、归芪益元膏组(GOG组),每组20只.灌胃给药7d,12C6+束辐射右侧肺部造模,造模后48h处死,取大鼠左肺、左肾及右肾组织,ELISA-like法检测DNA甲基化率,HE染色观察组织病理学改变,免疫组织化学法检测Dnmt1、Dnmt3a、Dnmt3b的表达.结果 与正常对照组比较,单纯辐射组大鼠DNA甲基化水平显著降低(P<0.01);左肺有炎症,左右肾无异常;Dnmt1、Dnmt3a、Dnmt3b表达明显升高(P<0.01).与单纯辐射组比较,归芪益元膏组大鼠DNA甲基化水平升高(P<0.01);左肺炎症减轻;Dnmt1、Dnmt3a、Dnmt3b表达降低(P<0.01).Dnmt1、Dnmt3a、Dnmt3b蛋白均在支气管黏膜上皮细胞、肾小管上皮细胞的胞质内表达,各组均可见;正常对照组呈浅褐色-褐色染色,为弱阳性表达;单纯辐射组呈褐色-棕色染色,为强阳性表达;归芪益元膏组呈浅褐色-棕褐色染色,为中等程度阳性表达.结论 归芪益元膏可减轻12C6+束辐射造成的肺肾旁效应,其机制可能与调控DNA甲基化水平有关.
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归芪益元膏对12C6+束辐射损伤模型大鼠旁效应的影响
目的 探讨12C6+束辐射大鼠的肺-心-肝-脾旁效应损伤及归芪益元膏对其的防治作用及机制.方法 选取健康雄性Wistar大鼠90只,随机分为正常对照组(NC组)、单纯辐射组(SR组)、归芪益元膏组(GO组),每组30只.NC组给予2ml生理盐水灌胃,辐射剂量0Gy,SR组给予2ml生理盐水灌胃,辐射剂量8Gy,GO组给予11.83g/kg归芪益元膏灌胃,辐射剂量8Gy,大鼠连续灌胃给药7d,行12C6+束辐射右侧肺部造模.SR组和GO组大鼠造模后48h处死,取心、肝及脾组织.采用比色法测定丙二醛(MDA)、还原型谷胱甘肽(GSH)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)含量;ELISA法检测DNA甲基化率;免疫组织化学法检测Dnmt1、Dnmt3a、Dnmt3b表达.结果 与NC组比较,SR组大鼠SOD、GSH、GSH-Px降低(P＜0.01),MDA升高(P＜0.01);DNA甲基化水平降低(P＜0.01);Dnmt1、Dnmt3a、Dnmt3b表达升高(P＜0.01).与SR组比较,GO组大鼠SOD、GSH、GSH-Px升高(P＜0.01),MDA下降(P＜0.01);DNA甲基化水平升高(P＜0.01);Dnmt1、Dnmt3a、Dnmt3b表达降低(P＜0.001).三组Dnmt1、Dnmt3a、Dnmt3b蛋白均有表达,且分布在心肌细胞、肝细胞、脾脏白髓外周B细胞胞质内.NC组颜色为浅褐色-褐色,呈弱阳性表达;SR组颜色为褐色-棕色,呈强阳性表达;GO组颜色为浅褐色-棕褐色,呈中等度阳性表达.结论 归芪益元膏能减轻12C6+束辐射造成的旁效应,其机制与改善氧化应激反应及DNA甲基化水平有关.
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电离辐射诱导免疫细胞旁效应的实验研究
目的探讨不同剂量电离辐射在体外诱导免疫细胞的旁效应.方法用3H-TdR掺入法观察未受照射的EL-4细胞的增殖效应,用硝酸盐还原法测定受照射的J774A.1细胞分泌一氧化氮(NO)的含量.结果在受高、低剂量照射的抗原递呈细胞(J774A.1)和未受照射的T淋巴细胞(EL-4)的共培养体系中,0.075 Gy X射线照射的J774A.1细胞使EL-4细胞的增殖增强,而2 Gy X射线照射的J774A.1细胞则使EL-4细胞的增殖抑制;较大剂量X射线照射后J774A.1细胞分泌NO量明显增多,可能影响共培养的T细胞的增殖反应.结论低剂量辐射可诱导兴奋性或有益的旁效应,其机理有待进一步阐明.
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电离辐射致K562细胞旁效应的买验研究
目的 研究60Co γ线不同剂量照射条件培养液(ICM)培养k562细胞后引发的旁效应.方法 采用健康男性外周血自然杀伤(NK)细胞.观察不同剂量60Coγ线照射的条件培养液培养后引发的K562细胞对NK细胞敏感性的改变,同时用流式细胞仪检测K552细胞的凋亡情况.结果 照射组NK细胞活性显著增加,即受照肿瘤细胞的培养基显著影响了未受照肿瘤细胞的存活能力,从而NK细胞对未照射细胞的活性显著增加;其中,从0.5 Gy起即出现显著升高,1.0 Gy继续增加,2.0和5.0 Gy出现波动,在8.5 Gy达到高.照射组K<562>细胞的凋亡率比对照组显著增加(P<0.01),即受照肿瘤细胞的培养基显著影响了未受照肿瘤细胞的存活能力.在0.5 Gy处,即出现非常明显的效应.结论 对于K562细胞,ICM对细胞显示出明显损伤作用,NK细胞活性显著增加,凋亡率升高.提示存在培养基转移介导的电离辐射旁效应.
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低剂量辐射诱导的旁效应及其机制的初步研究
目的 研究低剂量照射(6 cGy)的骨髓细胞悬液,离心后得到的上层相(简称条件液)对正常或辐射损伤细胞能否产生刺激性辐射旁效应,并探讨其发生机制.方法 条件液与受0、2或5 Gy照射的骨髓细胞悬液进行混合培养,使用MTT比色法观察各组细胞的增殖能力.同时采用细胞色素C还原法测定培养介质中O2-的浓度,以及运用免疫组织化学法检测细胞内c-fos的蛋白表达.结果 受大剂量照射的细胞与条件液共培养后,其增殖能力与对照组比较,差异有统计学意义(P＜0.01),且伴随着O2-浓度升高和c-fos蛋白表达的上调(P＜0.05).结论 低剂量辐射可对辐射损伤细胞产生促进其增殖的刺激性辐射旁效应,发生机制可能O2-浓度的提高与c-fos蛋白表达的上调有关.
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用培养基介导法研究辐射旁效应及其机理
目的通过受照射的细胞培养液培养靶细胞,并用二甲基亚砜(DMSO)对靶细胞预处理,检测其对自然杀伤(NK)细胞活性的影响,研究旁效应是否存在及其产生机理.方法以健康雄性ICR小鼠脾NK细胞活性检测经过不同剂量照射的细胞培养液对小鼠淋巴瘤Yac-Ⅰ细胞的损伤程度,同时观察DMSO对该细胞的保护作用,即对旁效应的抑制作用.结果应用不同剂量60Co γ射线照射的细胞培养液来培养Yac-Ⅰ细胞,引发该细胞不同程度的损伤,表现在Yac-Ⅰ细胞对小鼠脾NK细胞的敏感性增强(P＜0.01);DMSO预处理细胞对旁效应有一定的抑制作用,特别在0.25和0.5 Gy组,对细胞的保护作用明显.结论60Co γ射线照射能诱发Yac-Ⅰ细胞的培养液介导的旁效应.活性氧(ROS)是诱发辐射旁效应的因素之一,清除ROS可部分抑制辐射旁效应.
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γ射线致旁效应细胞脆性组氨酸三联体表达
目的 研究60Coγ射线照射后人淋巴母细胞(AHH-1)及其旁效应细胞中脆性组氨酸三联体(FHIT)基因的表达情况,探讨FHIT基因在电离辐射旁效应中的作用.方法 旁效应细胞模型的制备:分别用不同剂量(0、2和5 Gy)60Coγ射线照射AHH-1细胞后,立即离心,将直接受照细胞与未受照细胞共同培养于Transwell中,此未受照细胞为旁效应1组;另将直接受照细胞培养液转移至未受照细胞培养瓶中形成旁效应2组.于照后0、6、12和24 h收集细胞,抽提细胞总RNA及总蛋白,分别应用RT-PCR和Western blot方法检测FHIT mRNA及蛋白表达水平;并在照后即刻和24 h收集细胞,应用流式细胞仪检测细胞周期,并应用细胞计数法观察细胞增殖变化.结果 对照细胞、直接受照细胞、旁效应细胞中FHIT基因mRNA水平变化不明显,而FHlT蛋白表达在直接受照细胞及旁效应细胞中显著下调(F=102.45.P<0.001).细胞周期分析结果显示直接受照细胞及旁效应细胞G2期阻滞明显,且增殖能力明显下降.结论 2、5 Gy60 Coγ射线照射能导致直接照射AHH-1细胞及其旁效应细胞FHIT蛋白表达明显下调,提示FHIT基因在电离辐射旁效应中发挥一定作用.
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γ 射线照射BEP2D细胞诱导表达的外泌体miRNA的鉴定和功能生物信息学分析
目的 识别鉴定 γ 射线照射细胞外泌体中放射诱导表达的miRNA分子,为揭示放射损伤旁效应机制提供新的线索.方法 60 Coγ 射线照射人支气管上皮细胞BEP2D,超高速离心法分别从2 Gy照射细胞和对照细胞的培养液上清中收集外泌体,用电子显微镜鉴定外泌体,miRNA芯片杂交检测分析外泌体中miRNA表达谱,qRT-PCR方法验证部分miRNA的表达变化,通过TargetScan、miRanda、GO和KEGG等生物信息学技术分析预测靶基因及其相关功能通路.结果BEP2D细胞2 Gy照射后4 h的外泌体中miRNA表达与对照组相比,共鉴定了16个表达水平显著上调的miRNA分子(P<0.05),对其中miR-100-5p、miR-1246、miR-29b-3p、miR-7-5p在外泌体中表达上调通过定量RT-PCR得到进一步的验证.同时,还分析了上述4个miRNA在受照细胞内的表达变化,结果显示除miR-7-5p外其余3个miRNA分子在照射后2 h表达上升,4 h时后均显著降低,而此时外泌体中相应miRNA的表达是显著增加的.生物信息学分析结果表明,这些miRNA可能通过调控细胞粘附、 蛋白磷酸化修饰、mTOR信号通路、 染色质修饰以及DNA损伤的HR和NHEJ修复等信号通路来参与细胞辐射旁效应过程.结论 鉴定了辐射诱导 BEP2D 细胞外泌体中差异表达 miRNAs 分子,这些 miRNA 的靶基因参与细胞重要的生物学过程和功能信号通路,为揭示辐射诱导旁效应的机制提供了新的线索.
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电离辐射的非靶效应及研究进展
经典辐射生物学认为，电离辐射直接引起的DNA损伤是辐射遗传效应的基础，即DNA是电离辐射遗传效应的靶分子。但20世纪90年代以来人们发现，射线与DNA相互作用并非产生辐射效应的必要条件，还存在辐射的非靶效应，包括辐射诱导的基因组不稳定性（ radiation induced genomic instability， RIGI）、旁效应（ bystander effect， BE）、适应性反应（ adaptive response， AR）等，这些效应的存在对利用传统线性无阈理论评估低剂量辐射致癌风险性产生了挑战。近年来，在辐射非靶效应方面已获得大量研究成果，但其分子机制、不同非靶效应之间的联系、个体和细胞系间非靶效应的差异等方面还存在许多未知，特别是对低剂量和中等剂量电离辐射对人类健康的长期影响的研究还不深入。
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放射治疗诱发体内旁效应的研究进展
随着肿瘤放疗机制的不断深入研究,人们发现肿瘤放疗时引起的体内旁效应对肿瘤治疗及预后起着至关重要的作用.体内旁效应的产生主要与放疗后引起的氧化应激信号的传递、DNA损伤和免疫系统的激活相关,因此,人们可以通过干预旁效应减少放疗对正常组织损伤并提高肿瘤治疗效果.笔者就近年来放疗引起的体内旁效应及其分子机制的研究进展进行综述.
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α粒子辐射与基因组不稳定性
α粒子照射后除了引起机体本身的可见的变化如细胞死亡、增殖、癌变,其引起的遗传损伤效应也日益受到人们的注意.越来越多的研究表明:辐射可引起基因组不稳定性的过程,使受照射细胞的应答反应传递到子代细胞中,并表现出一系列遗传学变化.基因组不稳定性的机制目前还不甚清楚,可能与旁效应、自由基、DNA修复缺陷、端粒功能失调以及基因大片段缺失等有关.
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辐射诱导旁效应研究进展
随着人们对低剂量辐射后发生的间接和延迟效应(如突变、基因不稳定性)的重视,以及新的高效工具(如单细胞微束和先进的培养系统)的应用,过去的十几年对辐射诱导旁效应的产生机制有了许多新的认识和发现.辐射诱导旁效应是受基因调控,由细胞间信号传递途径中介产生的.
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微束在辐射诱导的旁效应研究中的应用
辐射诱导的旁效应现象近年来已经引起了越来越多的关注，它对于目前低剂量辐射效应的研究将产生重大影响。在其研究过程中，由于电离粒子在能量、径迹上的随机分布，用常规照射的方法无法提供旁效应的直接证据以及准确的单一粒子与生物体的作用结果。微束的发展，特别是单粒子微束通过将精确数量的粒子准确地射入细胞或细胞特定位置，为辐射诱导的旁效应的研究提供了直接有用的手段。为此，论述了辐射诱导的旁效应现象以及微束在其研究中的应用。
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辐射诱发的旁效应研究
辐射能使受照细胞产生基因突变、基因表达水平改变、细胞生长改变等多种生物学效应,但研究发现,类似的反应在与受照细胞共同培养的未受照细胞中也能发生,即产生了旁效应.目前对于旁效应发生机制的了解还很少,可能与细胞间通讯及细胞外的一些因子有关.
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DNA辐射损伤研究：热点与新进展
概述了第七次国际DNA辐射损伤讨论会的基本情况和当前研究热点，重点介绍了低能电子和同步辐射的应用、DNA损伤与修复、旁效应、DNA损伤的模拟计算等研究进展。
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60Coγ射线左半身照射对小鼠非照射区域骨髓造血组织VEGF表达的影响
目的 探讨局部电离辐射对小鼠非照射区域骨髓造血组织血管内皮生长因子(VEGF)表达的影响.方法 将6～8周龄雄性昆明小鼠随机分为正常对照组、全身照射组、全身屏蔽照射组以及左半身照射组,用铅屏蔽建立半身照射模型,以8.0Gy 60Coγ射线照射,观察小鼠外周血白细胞和骨髓有核细胞计数,检测血清SOD、MDA变化,用Westem blotting和免疫组织化学结合激光共聚焦显微镜观察骨髓造血组织VEGF表达的改变.结果 在半身照射条件下,小鼠外周血白细胞降低,未照射侧骨髓有核细胞计数减少,血清MDA升高,SOD降低(与正常对照组比,P＜0.01);非照射区域骨髓造血组织VEGF表达明显减少,VEGF阳性细胞显著下降(与正常对照组比,P＜0.01).结论 局部电离辐射作用后,可导致非照射区域骨髓造血组织增殖抑制,VEGF表达显著减少,氧自由基激活可能参与了该损伤过程.
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电离辐射旁效应
自1992年Nagasawa等提出电离辐射旁效应概念以来,国外许多研究者应用先进的检测技术,通过多种终点参数证实其旁效应的存在,并得到放射生物学界的确认.电离辐射旁效应的提出,是对某些传统观念有力的挑战,有助于深入理解辐射生物效应,特别是低剂量辐射生物效应的本质,以及对放射肿瘤临床起到重要的指导作用.简要综述应用多种检测参数证实电离辐射旁效应的存在及对活性氧、细胞因子和细胞间缝隙连接通讯在电离辐射旁效应机制的可能作用.同时,介绍辐射适应旁效应概念,以便进一步理解低剂量辐射诱导适应性反应的机制及其与旁效应间的相互关系.
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PTEN在电离辐射诱导旁效应细胞中的表达变化
目的:研究PTEN基因在旁效应细胞中的表达变化.方法:采用未照射细胞与直接照射细胞按11共同培养,以及将直接照射细胞培养液离心加入未照射细胞中培养形成2种旁效应细胞模型,对比PTEN mRNA及蛋白表达在2种旁效应细胞、直接照射细胞、未照射细胞中的变化.结果:直接照射的PTEN 蛋白表达与照射剂量有关,照射剂量越大其下调越为明显;PTEN蛋白表达下调程度与细胞的处理方式有关,以受照细胞培养液培养的旁效应细胞表达下调为显著,且2种旁效应细胞中PTEN蛋白的表达下调程度均高于直接受照细胞(P<0.01).结论:PTEN蛋白表达与低剂量电离辐射生物学效应及电离辐射旁效应的发生发展密切相关.
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电离辐射导致左半身照射小鼠非照射区域骨髓细胞DNA损伤
目的 探讨局部电离辐射后非照射区域骨髓细胞的DNA改变.方法 将6～8周龄雄性昆明小鼠随机分为正常对照组、全身照射组、全身屏蔽照射组以及半身照射组4组,用铅屏蔽建立半身照射模型,以8.0 Gy 60Co γ射线照射,检测小鼠血清SOD、MDA、TNF-α变化,用彗星电泳、嗜多染红细胞微核形成率(fMPCE)等方法观察非照射区域骨髓细胞DNA损伤情况.结果 半身照射条件下,小鼠血清TNF-α、MDA升高,SOD降低(P＜0.01);非照射区域骨髓彗星样细胞比例明显增加,嗜多染红细胞微核形成率显著增高(与正常对照组比P＜0.01).结论 局部电离辐射作用后,可导致非照射区域造血细胞产生损伤效应.TNF-α的增加和氧自由基的激活可能参与了该损伤过程.
