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α粒子和NNK联合生物学作用的初步研究
目的本研究通过建立α粒子和NNK在较低剂量下联合作用体外培养细胞的实验模型,探索二者联合作用诱发细胞的生物学效应,为环境复合作用危害评价及医学防护提供有益线索.
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测定闪烁室对氡及其子体释放的α粒子探测效率的三段法研究
目的由闪烁室对氡及其子体衰变释放的α粒子的探测效率,求闪烁室测(气,土)浓度的刻度因子.方法根据氡及其短寿命子体218Po(RaA)和214Po(RaC)之间的关系,建立了一种闪烁室测量氡及其子体释放的α粒子的探测效率的三段法.闪烁室采用真空法瞬时从氡室取样,且氡进入闪烁室前用高效率的玻璃纤维滤膜过滤,三段计数时间分别为采样后5～30min,50～90min,120～180min.结果一个编号为126#的ST-203型闪烁室对氡及其子体衰变释放的α粒子的探测效率的测量结果分别为εRn=0.779±0.019、εRaA=0.871±0.030、εRaC=0.947±0.011,它们的平均值ε测=0.866与该闪烁室按其测氡刻度因子计算的平均探测效率εkRn=0.875±0.022是一致的.当采样流量为5L·min-1时,126#ST-203型闪烁室测(气,土)浓度的刻度因子KTh=19.3Bq·m-3·(min-1)-1.结论为确定闪烁室测(气,土)浓度刻度因子提供一种较可靠的方法.
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DNA依赖蛋白激酶在人支气管上皮细胞癌变株和肺癌组织中的异常表达
目的:探讨辐射诱发人支气管上皮细胞癌变株和肺癌组织中DNA依赖蛋白激酶(DNA dependent protein kinase,DNA-PK)的激酶活性或表达变化.方法:用Western blot和p5 3蛋白为特异性底物的磷酸化反应分别检测癌变细胞中DNA-PKc s表达和激酶活性,用免疫组化结合病理图像定量分析技术检测肺癌组织和癌旁组织中DNA-PKcs蛋白的表达情况.结果:α粒子辐射诱发的人支气管上皮细胞癌变株BERP35T-1的DNA-PKcs表达水平比亲本细胞BEP2D提高30%,激酶活性显著提高.所检测的14例非小细胞肺癌组织中DNA-PKcs蛋白表达水平普遍高于相对应的癌旁组织,两组之间有显著性差异(P＜0.05).结论:非小细胞肺癌组织中DNA-PKcs表达增加,可能成为肺癌的一个生物标记物.
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重离子放射线治疗恶性肿瘤的研究现状
放射线的能量能够杀死肿瘤细胞,在临床工作中,习惯用线性能量传递(linear energy transfer,LET)来区分放射源,LET是指单位长度上的能量转换,一般分为高、低LET,低LET射线包括X线、γ线、电子线等,高LET射线包括中子、α粒子、重离子等.
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重离子肿瘤放射生物学的研究进展
重离子，简言之，即比α粒子（4H）重的离子（如12 C、22 Ne、45 Ca等），因加速后拥有物理剂量分布和生物学方面的双重优势而备受肿瘤放疗界关注。限于实验设施、基础及临床资料影响，目前对重离子的放射生物学效应，包括肿瘤细胞杀伤效应、对肿瘤血管生成和转移的影响及诱发第二肿瘤等尚缺乏全面认识。笔者就重离子（主要是碳离子）的基本生物特征以及相关生物学研究进展做一综述。
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硼中子俘获疗法进展和展望
硼中子俘获疗法(boron neutron capture therapy,BNCT)的基本原理是基于核裂变反应.当非放射性硼(10B)元素受到低能量中子照射后即发生核裂变,从而产生高能量α粒子(4He),其本身衰变为锂(7Li)核[10B(n,α)7Li].7Li核和α粒子的射程大约只有1个细胞的直径(10μm),所以其引起的损伤范围也仅局限于带有1oB的细胞.因此,无论从生物学或生理学角度上来看,BNCT是新的一种靶向性放疗[1].BNCT要取得成功,首先必须选择性地运送足量10B到肿瘤细胞内,同时保持周围正常细胞不含或仅含极低浓度10B.
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质粒DNA α粒子损伤的原子力显微镜观察
目的:利用原子力显微镜(AFM)直接观察技术,检测α粒子辐射对质粒DNA的损伤.方法:照射质粒DNA吸附于云母表面,用AFM观察DNA的分子结构;用琼脂糖凝胶电泳检测开环和超螺旋结构的质粒DNA相对含量变化.结果:AFM下清晰观察到开环、线性和超螺旋结构的质粒DNA分子.在2 Gy α粒子照射下,开环质粒DNA的比例就明显增多,并随照射剂量的增加而上升.相比之下,γ射线需要更大剂量照射才能产生同等的损伤效应.结论:本文获得了AFM下辐射所致DNA损伤的直观图像,体外照射下α粒子对DNA的损伤大于γ射线.
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MTAP在人BEP2D细胞辐射致癌模型和肺癌中表达研究
目的探索甲硫腺苷磷酸化酶(Methylthioadenosine Phosphorylase,MTAP)在人支气管上皮BEP2D永生化细胞的恶性转化过程和临床非小细胞肺癌中的表达变化.方法培养BEP2D和BERP35T-2细胞,制备细胞总蛋白,进行双相电泳和质谱分析;选择有表达差异的蛋白质点MTAP,在细胞模型中进行Northern Blot分析;对获得的15例肺癌标本用RT-PCR方法分析验证MTAP的表达水平.结果双相电泳发现MTAP在恶性转化细胞BERP35T-2中表达降低;Northern Blot分析表明MTAP mRNA在BEP2D永生化细胞中表达水平很高,而在BERP35T-2恶转细胞中表达极低;对15例非小细胞肺癌进行RT-PCR分析,发现MTAP在73.3%(11/15)的肿瘤组织中低表达;在中/低分化组肺癌的低表达频率(90.9%)显著高于高分化组(25%),在腺癌与鳞癌组则没有显著性差异.结论 MTAP低表达现象与肺癌恶性转化密切相关,可能发挥抑癌基因的生物学功能.
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BEP2D细胞恶性转化不同时期差异表达基因的筛选
目的筛选并鉴定α粒子辐射诱发永生化人支气管上皮细胞(BEP2D)恶性转化不同时期差异表达的基因.方法抑制消减杂交(SSH),cDNA芯片.结果利用SSH构建了BEP2D细胞3个恶性转化不同时期差异表达基因的文库,BEP2D细胞的文库有416个克隆,R15H20细胞的文库有301个克隆,R15H35细胞的文库有586个克隆,经cDNA Microarray验证发现:BEP2D细胞文库来源的芯片与3代细胞探针杂交后的阳性信号率为90.4%、21.6%和19.7%;R15H20细胞文库来源的芯片的阳性信号率为8.6%、93.8%和31.6%:R15H35细胞文库来源的芯片的阳性信号率为23.5%、18.2%和90.7%.结论联合应用SSH和cDNA Microarray是筛选和鉴定不同样本中差异表达基因的快速和有效方法;经 cDNA Microarray鉴定出的 3个文库中差异表达的cDNA可能代表了α粒子诱发人支气管上皮细胞恶性转化相关的基因.
关键词： α粒子 抑制消减杂交 cDNA芯片 永生化人支气管上皮细胞 -
α-粒子诱发BEP2D细胞癌变系的DNA断裂重接修复缺陷与XRCCs修复基因mRNA表达研究
目的研究α粒子诱发人支气管上皮细胞(BEP2D)癌变细胞系BERP35T-1和BERP35T- 4的DNA断裂损伤修复能力,分析其DNA断裂修复基因XRCCs系列的mRNA表达.方法脉冲电场凝胶电泳法检测DNA双链断裂,RT-PCR分析DNA修复基因的mRNA表达.结果恶性转化细胞系BERP35T-1和BERP35T-4受0～150 Gy γ射线照射后修复4 h的DNA断裂残留损伤显著高于亲本BEP2D细胞,mRNA表达分析显示修复基因XRCC2、XRCC3和Ku80(XRCC5)表达下调 2 5～6 5倍,而BERP35T-4细胞中DNA -PKcs(XRCC7)表达上调2.4倍.结论 α粒子诱发恶性转化细胞系的DNA链断裂修复机理缺陷,其中部分原因是DNA修复基因的表达抑制.DNA修复缺陷将导致细胞基因组不稳定性,α粒子诱发细胞恶性转化机理可能与此相关.
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α粒子诱发癌变细胞的纺锤体损伤凋亡机理研究
目的从纺锤体损伤诱导的凋亡反应,探讨α粒子诱发癌变细胞的遗传不稳定性机理.方法用噻氨酯哒唑破坏纺锤体微管蛋白诱发细胞凋亡,Giemsa染色以及3种荧光染料(FDA、Hoechster 33258和PI)复合染色检测凋亡;松胞素B阻止细胞分裂,分析凋亡与细胞周期时相的关系.结果0.3μg/ml噻氨酯哒唑作用6～48 h,癌变细胞BERP35T1和BERP35T4的凋亡发生率要显著低于正常BEP2D细胞2～2.5倍(P＜0.01),而且正常细胞的凋亡主要是发生在细胞有丝分裂前,癌变细胞特别是BERP35T4细胞,有近50%的凋亡是发生在有丝分裂之后.结论纺锤体损伤后凋亡机理异常,将导致非整倍体或多倍体的子代细胞增多,加剧α粒子照射细胞的遗传不稳定性.
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α粒子诱发转化人支气管上皮细胞BEP2D中p53基因的突变特点
目的观察α粒子诱发BEP2D细胞转化过程中p53基因的改变。方法聚合酶链式反应-单链构象多态性分析(PCR-SSCP)。结果分析发现在细胞转化过程中，p53基因发生重要改变，照射后早期传代细胞中，p53外显子7就发生碱基突变，经酶切分析为249密码子的改变，外显子5/6在照后20代细胞内开始丢失，并经Southern杂交证实，以上改变均在转化过程中持续存在；而外显子8/9未见变化。结论 p53基因外显子5、6、7是α粒子对DNA损伤的重要靶位点,在α粒子诱发支气管上皮细胞转化的过程中发挥重要作用。
关键词： α粒子 BEP2D 细胞转化 P53 聚合酶链式反应-单链构象多态性分析 -
BWLM-PLUS氡测量仪的应用
在非铀矿山放射性职业危害控制调查和研究中,除工作场所的氡检测和个人氡监测外,井下工作环境中氡衰变产物的行为和剂量参数,对准确估算氡致矿工肺部剂量具有非常重要的意义.目前有关Rn/Tn子体测量,常用的方法是采用过滤器收集空气中222Rn、220Rn子体,然后对滤膜上的α粒子进行总α计数或α谱分析[1].BWLM-PLUS氡测量仪,可直接用于环境中氡的测量,介绍如下.
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α粒子诱发永生化人支气管上皮细胞恶性转化过程中DNA甲基化的变化
目的 分析α粒子辐射诱发永生化人支气管上皮细胞恶性转化过程中DNA甲基化谱的变化.方法 分别提取α粒子诱发永生化人支气管上皮恶性转化细胞BERP35T4和对照细胞BEP2D的基因组DNA,用非甲基化敏感酶MseI对基因组DNA进行酶切,然后在酶解后的片段两端连接上连接臂,再用甲基化敏感内切酶进行消化,终消化产物进行PCR扩增和荧光标记,后与甲基化芯片进行杂交.杂交结果进行扫描,并对芯片图像进行分析,对芯片上的数据进行归一化处理,后以差异倍数为1.5的标准来确定差异表达基因.结果 α粒子辐射诱发永生化人支气管上皮细胞恶性转化后,有16个基因发生了甲基化的改变,其中,甲基化上调基因有9个,下调基因7个.鞘氨酸激酶SKIP,蛋白质磷酸酶PPP3CC,蛋白激酶MAP2K6,杀伤细胞免疫球蛋白受体KIR2DLI、KIR2DL4、KIR3DP1,锌指蛋白ZNF493、ZNF100,转录因子NKX2-5、TFAP2D、DR1,钾离子通道KCNJ16,肉瘤抗原CCDC18,以及甘油甲酸酯结合蛋白FNBP1L、同源异形蛋白IRX4、HSF蛋白片段EPB41L3、TCP10蛋白等都发生了甲基化改变.结论 证实了电离辐射能够通过改变细胞的表观遗传修饰而在肿瘤发生中发挥一定的作用.
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α粒子诱发人支气管上皮细胞恶性转化不同时期差异表达microRNAs的筛选
目的 筛选α粒子诱发人支气管上皮细胞恶性转化不同时期差异表达的microRNAs.方法 用microRNAs芯片筛选α粒子诱发人支气管上皮细胞恶性转化不同时期差异表达的microRNAs.结果 与BEP2D细胞相比,R15H20细胞中存在38个差异表达microRNAs,其中18个表达上调,20个表达下调；与BEP2D细胞相比,RHT35细胞中存在87个差异表达microRNAs,其中47个表达上调,40个表达下调；与R15H20细胞相比,RHT35细胞中存在38个差异表达microRNAs,其中20个表达上调,18个表达下调；与BEP2D细胞相比,R15H20和RHT35细胞中变化一致的microRNAs有25个,其中10个表达上调,15个表达下调.结论 microRNAs表达异常与α粒子诱发人支气管上皮细胞恶性转化密切相关.
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α粒子诱发BEP2D细胞恶性转化中脂质和DNA氧化损伤的研究
目的 探讨α粒子诱发永生化人支气管上皮细胞BEP2D恶性转化的机制.方法 运用DCFH-DA荧光探针标记活性氧(ROS),观察分析BEP2D细胞、α粒子作用BEP2D后第22代细胞RH22,以及α粒子作用BEP2D后恶性转化细胞株BERP35T-１内基础活性氧水平.丙二醛(MDA)测定试剂盒检测BEP2D、RH22和BERP35T-1细胞内脂质过氧化产物丙二醛的含量.采用免疫细胞化学法和免疫荧光染色法,检测BEP2D、α粒子作用BEP2D后第23代细胞RH23及BERP35T-1细胞内DNA氧化损伤产物8-OH-dG和DNA双链断裂产物γ-H2AX的表达水平.结果 与BEP2D细胞相比,RH22和BERP35T-1细胞中基础活性氧水平显著升高(t=4.30和3.94,P＜0.05),丙二醛的含量显著升高(t=4.89和15.10,P＜0.05)；RH23和BERP35T-1细胞中8-OH-dG表达上调(t=3.80和2.92,P＜0.05),γ-H2AX表达上调(t=7.61和12.67,P＜0.05).结论 氧化还原环境紊乱形成氧化压力,导致细胞内脂质和DNA氧化损伤增强,由此促进基因组不稳定性,可能是α粒子诱发BEP2D细胞恶性转化的机制之一.
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不同LET射线及其联合照射下淋巴母细胞微核率的剂量效应
目的 探讨在α粒子、γ射线以及联合照射下淋巴母细胞微核率的剂量效应.方法 以HMy2.CIR淋巴母细胞为对象,分别以不同剂量的α粒子和γ射线进行照射,以及先以0.025 ～0.500 Gy的α粒子照射后即刻以不同剂量的γ射线进行照射,用胞质分裂阻断法检测淋巴细胞微核,建立不同照射条件下淋巴母细胞微核率的剂量-效应曲线.结果 对于γ射线照射,微核率剂量-效应符合线性平方模型Y=c+αD+ βD2.对于α粒子照射,当照射剂量＜0.250 Gy时,细胞微核率随剂量的增加呈线性增加,当其剂量进一步增加时,微核率剂量-效应曲线呈现下弓型,可以采用反映辐射旁效应的BaD模型Y=c +αD +σ[1 -exp(-δD)]exp(-βD)进行很好地拟合.对于联合照射,当α粒子剂量较低时,微核率的剂量效应与γ射线照射时的相似；但当α粒子剂量较大时,微核率的剂量-效应更接近于α粒子照射.同时,0.2、0.5 Gyα粒子联合γ射线照射引起的微核率显著高于它们单独照射时的微核率之和(=5.22 ～ 11.86,P＜0.05).结论 α粒子照射具有与γ射线不同的辐射损伤规律,辐射旁效应可能在其中发挥了重要作用,而联合照射则可以引起细胞损伤的协同增强.
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α粒子辐射对ROS介导src激酶活性和自噬的影响
目的 通过检测人胚肾上皮细胞HEK293受不同剂量α粒子照射后,src激酶活性和细胞自噬系统的变化,探讨调控细胞自噬对高剂量辐射诱导细胞死亡的影响.方法 将人胚肾上皮细胞HEK293分为3组:0 cGy(对照)组、241Am α粒子照射低剂量(10 cGy)组和高剂量(300 cGy)组.应用免疫印迹实验检测细胞内源性蛋白LC3Ⅰ/Ⅱ和src激酶的变化;分子探针检测细胞内活性氧(ROS)水平;用ROS淬灭剂DMSO预处理照射细胞,并用免疫印迹法检测照射后src激酶的变化;使用自噬诱导剂雷帕霉素预处理照射细胞,以PI染色流式细胞术测定细胞死亡率.结果 与0 cGy相比,10 cGy α射线照射后LC3 Ⅰ/Ⅱ比例降低(=4.07,P＜0.05),胞质内具有绿色荧光点状GFP-LC3的细胞比例升高(t=12.29,P＜0.05),自噬被诱导;而300 cGy照射后,LC3Ⅰ/Ⅱ比例升高(t=2.93,P＜0.05),胞质内GFP-LC3形态无明显变化,自噬被抑制.与0 cGy相比,10和300 cGy照射后4h均能提升细胞内ROS水平(t=17.93、22.88,P＜0.05),且300 cGy比10 cGy照射诱发的ROS更多(t=15.76、22.66、14.22,P＜0.05).与0 cGy相比,10 cGy照射使src激酶419位酪氨酸磷酸化水平升高(t=5.66,P＜0.05),而300 cGy照射则降低其磷酸化水平(=4.67,P＜0.05).DMSO能够部分逆转高低剂量照射对src激酶活性的影响.辐照前以自噬诱导剂雷帕霉素处理细胞则能降低300 cGy照射诱发的细胞死亡率(t=12.14,P＜0.05).结论 高低剂量α粒子分别抑制和激活src激酶以及细胞自噬,ROS参与介导辐照对src激酶活性及自噬系统的影响.对自噬系统的干预能够降低细胞的辐射敏感性.
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α粒子照射诱发DNA双链断裂修复及其在染色质中的分布
目的 探索α粒子照射诱发人外周血淋巴细胞双链断裂(DSB)的修复特点及与染色质结构的关系,为其作为α核素内照射鉴定指标和生物剂量估算指标提供实验依据.方法 取4名健康成人外周血淋巴细胞,0.5 Gyα粒子和γ射线照射,采用免疫荧光技术检测照射后10 min～48 h DSB分子标志物γH2AX焦点、同源重组(HR)修复蛋白Rad51焦点的形成及其消除过程,以及它们在染色质中的分布.结果 与未照射时相比,人淋巴细胞经0.5 Gyα粒子照射后10 min ～2 h,可见明显的线性γH2AX焦点径迹形成(t=ll.12、14.40、16.56,P＜0.05),至照后6h基本消失;而γH2AX焦点形成数在α粒子照射后30 min达到大值(t=51.72,P＜0.05),6h内快速下降(t=29.83,P＜0.05),至照后24 ～ 48 h残留焦点数约为16％;照后10 min,约27％的γH2AX焦点位于DAPI亮染的异染色质区,可能降低了其修复效率.而0.5 Gyγ射线照射后10 min ～48 h,未见线性γH2AX焦点径迹形成,随机、散在分布的γH2AX焦点均位于DAPI淡染的常染色质区,焦点形成数与残留数均显著低于α粒子照射诱发的焦点数.修复蛋白Rad51焦点在α粒子和γ射线照射后30min ～2 h有升高趋势,但与本底值无明显差异,且与γH2AX焦点的共定位仅占3％ ～8％.结论 α粒子照射诱发入外周血淋巴细胞线性γH2AX焦点径迹形成可作为判断是否存在α粒子内照射的生物指标,其在照射后稳定存在一定时间的特性,为其作为生物剂量估算指标提供了可能.
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氡及其子体生物学效应研究进展
氡(222Rn)是一种普遍存在于环境空气中的天然放射性核素,其衰变后产生氡子体并且释放α粒子.居室内的氡及其子体是公众所受天然电离辐射内照射的主要来源.
