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重离子辐射对体外支气管上皮细胞的失活效应
目的观察Li、C、F三种重离子辐射诱发的细胞失活效应.方法用中国原子能科学院核物理研究所的HI-13串列加速器产生的 Li(Z=3,LET=100keV/μm)、C(Z=6,LET=300keV/μm)、F(Z=9,LET=1000keV/μm)三种离子束以0.5～6.0Gy剂量设计值照射人支气管上皮细胞系(BEAS-2B),以1000个细胞/瓶接种,计算存活分数.结果三种重离子照射细胞后的细胞存活分数与照射剂量呈指数负相关关系,存活分数(SF,无量纲 )与剂量(D,Gy)关系的拟合方程分别为S=EXP(-D/1.28)(Li),S=EXP(-D/1.18)(C),S=EXP(-D/2.09)(F);辐射敏感参数D0为1.28、1.18、2.09Gy,呈单击单靶模型.以60Coγ射线的D0为参比,Li、C及F离子的相对生物效应值相继是2.54、2.67和1.55.失活截面(σi )分别为12.5、40.6、76.5μm2.结论 Li、C、F对体外细胞的失活效应大于60Coγ射线,细胞失活至少需要一次以上的离子打击.
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编后语
本期刊登学术论著16篇,文献综述2篇.其中,邬堂春等的"跳伞后空降兵血浆中的生化变化"一文报道了对空降兵每天跳伞1次,连续3天训练后血液生化变化的初步观察与分析,实验中,应激反应指标测得较全,为研究跳伞的应激反应积累了宝贵的资料.重离子辐射的医学生物学效应研究是目前国际上空间辐射医学研究的热点,但我国起步较晚,袁雄等的"重离子辐射致人支气管上皮细胞的失活效应"一文的内容在国内属较新研究结果,具有一定学术价值,定会对该领域的研究工作产生促进作用.李金国等利用返回式卫星进行了绿菜花干种子的飞行实验,观察了发芽率、植株的生长势、花粉细胞的细胞学变化,结果显示,利用空间条件可诱导植物产生变异,改变其遗传性状,为植物诱变育种的研究提供了新的方法.
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单细胞电泳观察重离子辐照人肝癌细胞所致DNA损伤
目的研究重离子对肿瘤细胞DNA的损伤程度,为重离子治癌的临床应用积累必要的基础数据.方法用80 MeV/u氖离子射线诱发SMMC-7721细胞DNA辐射损伤,利用单细胞凝胶电泳(single cell gel electrophoresis,SCGE)实验方法处理细胞,并对结果进行统计分析.结果氖离子辐照以剂量依赖的方式引起SMMC-7721细胞DNA迁移长度的增加,且拖尾长度与剂量呈线性正相关;同时,拖尾的细胞数(即损伤的细胞数)在剂量大于2 Gy时100%细胞损伤.结论重离子射线对DNA有强致损效应.
关键词： 单细胞凝胶电泳 DNA损伤 SMMC-7721细胞 重离子辐射 -
细胞间隙通讯对重离子辐射效应的影响
目的 探索细胞间隙通讯(GJIC)对重离子辐射细胞效应的影响及其机制.方法 受到不同试剂处理的AG1522细胞和HSG细胞在高能碳离子束辐照后,检测其细胞损伤.结果 重离子辐照对细胞产生致死性损伤、细胞周期的阻滞,且AG1522比HSG具有更高的辐射敏感性.对AG1522细胞单层,GJIC可以正向调控辐射损伤.但对HSG细胞单层,受到增强的GJIC则对细胞具有辐射保护作用.另外,DMSO降低了AG1522细胞的微核率,但PTIO可增强HSG的微核率.结论 GJIC对正常母细胞和肿瘤细胞的辐射损伤具有不同的作用,ROS和NO是其中重要的信号因子.
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丙氨酸剂量计测量12 C重离子辐射的剂量学研究
近年来国外就丙氨酸剂量计对重离子辐射的剂量学进行了研究[1],国内相关报道尚少.由于重离子特有的Bragg峰特性,重离子治疗癌症成为目前肿瘤放疗研究的热点.而丙氨酸剂量计具有测量剂量范围大(1～104 Gy)、稳定性好、可重复测量、组织等效等特点.在多种辐射的剂量测量中得以广泛应用.本实验研究了丙氨酸剂量计对12 C重离子束的剂量学特性.
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重离子辐射对免疫系统影响的研究进展
重离子是原子序数≥2的原子被剥掉或部分剥掉外周电子后带正电荷的原子核，它主要来自于太阳系外的带电粒子。虽然重离子占宇宙射线的比例只有1%，但由于它能够形成Bragg峰，产生巨大的能量沉积，因此对较为敏感的免疫器官所造成的生物学效应要比电磁辐射等射线严重得多。本文主要简述了重离子对免疫器官、免疫细胞及染色体等几个方面的生物学效应，为研究重离子辐射对免疫系统的影响提供参考。
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重离子辐射生物效应的实验研究
重离子以其特有的生物物理特性近年来引起肿瘤放疗领域的普遍关注。哺乳动物细胞体外辐射生物效应研究为重离子肿瘤放疗优化提供了科学依据。这方面研究主要包括克隆细胞存活、细胞染色体畸变和细胞DNA损伤等。
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重离子辐射引起的线粒体DNA突变定量分析
目的 对重离子辐射引起的线粒体DNA突变进行定量分析.方法 使用X射线和重离子束对人乳腺癌细胞MCF-7进行辐照,对照后细胞进行克隆存活分析;用real-time PCR定量检测线粒体DNA4 977缺失,克隆测序法定量检测线粒体D310区突变.结果 克隆存活结果和辐照后D310多态性分布显示重离子射线对MCF-7细胞的增殖抑制效果比X射线更为明显,引起的D310突变也更多,并且这些突变体能在辐照后的MCF-7细胞中稳定积累,但重离子辐照引起的线粒体DNA 4 977 bp缺失在细胞中仅能短暂存在.结论 辐照后的细胞中存在着克隆选择机制,严重影响线粒体的正常功能突变体短暂存在于辐照后的MCF-7细胞,但很快被清除,如4 977大片段缺失;而D310突变随着细胞遗传,这表明它在线粒体中没有重要功能.
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重离子辐射细胞敏感性预测研究趋势
自从X射线被人类发现以来,人们对射线的研究越来越深入.尽管各种射线对人体的自然照射弊大于利,但是对射线的控制利用却给人类带来了巨大的利益,癌症的放射治疗就是其中之一.长期以来,人类利用X射线、γ射线等低线性传能密度(Linear energy transfer,LET)射线治疗了无数的恶性肿瘤患者,取得了一定的疗效,但同时,对于正常组织的杀伤也无法避免.近年来,人们利用各种类型的加速器获得了高LET的重离子束,由于其特有的生物物理学特性,如剂量分布的布拉格峰(Bragg Peak)、高的相对生物学效应(Relative biological effectiveness,RBE)、低的氧增比(OER)和低的修复效应等,用其替代常规射线来治疗恶性肿瘤,取得了满意的疗效[1].现将重离子治癌的研究进展综述如下:
