~(12)C~(6+)离子辐射对细胞存活增殖及模拟失重和辐射对家蚕卵发育的影响

目的:观察重离子辐射后人骨肉瘤细胞MG-63、人胚胎皮肤成纤维细胞ESF-1和人胚胎肝正常细胞HEL-1的生存和增殖情况,及重离子辐射和模拟失重环境处理后家蚕卵的孵化和发育情况,初步探讨重离子辐射对细胞及复合环境对家蚕卵的一些生物学效应.方法:利用超导磁体模拟失重环境,利用重离子加速器产生12C6+离子,用不同剂量辐射细胞和家蚕卵,检测在重离子辐射后细胞的存活和克隆形成能力及复合条件下家蚕卵的发育情况.结果:HEL-1细胞在0.1Gy时存活率已经开始降低,且随辐射剂量的增大这种影响也增加,到1.5Gy时存活率降低50%.ESF-1细胞在1.5Gy时存活率下降约20%,但辐射对骨肉瘤MG-63细胞的存活率影响不大.HEL-1和ESF-1细胞受到0.1Gy的辐射后克隆形成能力就明显降低90.2%和79.1%,而MG-63细胞一直保持较高的克隆形成率,直到1.5Gy时迅速降低75%.家蚕的出蚁率随辐射剂量的增大而降低,到30Gy时出蚁率降到2.22%.当辐射剂量为0～10Gy时,家蚕卵在两种不同重力条件下的孵化率没有明显差异.但当辐射剂量增加到15,20和30Gy时,失重环境明显促进了家蚕卵的孵化.另外,失重环境下家蚕卵的孵化时间比正常条件下缩短约3d左右.同时,高剂量的辐射处理会延迟家蚕幼虫的生长.结论:重离子辐射降低了细胞的存活和增殖能力,同时影响了家蚕从受精卵到幼虫的发育,降低了出蚁率.失重环境可以缩短家蚕卵的孵化时间.

~(12)C与~(133)Cs反应中Ba同位素的Q_(gg)产额依赖

使用47MeV/u12C离子轰击133Cs靶,由多核子转移反应产生Ba同位素。使用放射化学方法,从133Cs和反应产物中分离出产物Ba,再使用高纯Ge探测器测量Ba放射性同位素的γ活性,根据Ba同位素的活度和其他相关数据,确定Ba同位素的产生截面。通过分析测得的Ba同位素的厚靶平均产生截面,发现缺中子Ba同位素的独立截面不遵从规则的Qgg系统性。该结果可用重离子碰撞中的次级过程加以解释。

~(12)C~(6+)重离子辐照对人肝细胞、肝癌细胞端粒酶活性表达的影响

为探索碳离子束辐照对细胞中端粒酶活性的变化,利用兰州近代物理研究所重离子研究装置(Heavy ion research facility in lanzhou,HIRFL)产生的碳离子(31MeV/μ12C6+),以人肝细胞HL-7702,肝癌细胞SMMC-7721为实验对象,用不同剂量1Gy、2Gy、3Gy、4Gy的重离子分别对两种细胞进行照射,用多聚酶链式反应-银染端粒重复序列扩增法(PCR-telomeric repeat amplification protocol,TRAP-PCR)银染端粒重复序列扩增法检测不同剂量下细胞端粒酶活性的变化。结果显示,人肝细胞HL-7702自身没有端粒酶活性,经1Gy辐照后也没有端粒酶活性,在2和3Gy处出现端粒酶活性,4Gy处端粒酶活性又消失。肝癌细胞SMMC-7721在1～3Gy处随着剂量的增大端粒酶活性升高,在4Gy处又开始下降;在1～3Gy处随着时间的推移端粒酶活性随着时间而加强(p<0.05)。分析得知,重离子辐射可以诱导人肝细胞产生端粒酶活性,也可以改变肝癌细胞的端粒酶活性。端粒酶参与细胞受辐照后DNA单链损伤的修复;辐照后DNA双链断裂导致端粒酶活性减弱。本实验使重离子在辐照治疗中的优势得以体现。

~(12)C~(6+)离子辐照对4种农作物种子出苗率及幼苗生长的研究

以能量为80MeV/u的12C6+离子为诱变源辐照油菜、胡麻、大葱和兵豆的干种子后,研究了不同剂量处理对4种农作物M1和M2代种子出苗率及幼苗生长的影响。实验结果表明:重离子所导致的M1代生物学效应因不同的物种而表现出一定的差异,适当剂量C离子辐照促进了油菜和胡麻M1代出苗率和幼苗的生长;而不同剂量的C离子辐照抑制了大葱的出苗率和幼苗的生长;兵豆3个剂量下的出苗率和对照相差很小,但90Gy辐照有利于其生长。到了M2代,4种作物辐照组的发芽率都低于各自的对照组;30Gy剂量下的油菜、胡麻和兵豆长势最好;大葱依然是对照的长势最好。

~(12)C~(6+)照射对小鼠睾丸组织脂质过氧化、SOD活性及细胞周期的影响

为评估重离子照射的生殖毒性,探讨其损伤的可能机制,用0、0.5、1、2或3Gy剂量12C6+离子对性成熟昆明雄鼠下腹部进行局部照射,6h后处死小鼠,取睾丸组织,用流式细胞术检测睾丸细胞凋亡率和细胞周期,用化学试剂盒检测组织中超氧化物岐化酶(SOD)的活性以及脂质过氧化产物丙二醛(MDA)水平。结果表明,与对照组(0Gy)相比,低剂量照射(0.5Gy)组中睾丸组织SOD活性增加(P>0.05),但SOD活力随剂量增加而下降,在2Gy和3Gy照射组中呈显著抑制作用(P<0.05);睾丸组织中MDA含量随剂量增加,2Gy和3Gy照射组呈显著性差异(P<0.05)。流式细胞术检测结果显示,1～3Gy12C6+照射可导致睾丸组织中单倍体、二倍体及四倍体细胞数量显著减少(p<0.01),凋亡率明显增加(p<0.01)以及G2/M期阻滞(p<0.01)。提示12C6+照射可能通过自由基损伤途径,诱发细胞凋亡和细胞周期异常,从而造成睾丸组织损伤,生殖能力下降。本实验结果为抗氧化剂和自由基清除剂用于临床重离子治疗中对性腺的防护提供了理论依据。

~(12)C~(6+)重离子辐照油菜诱变效应研究

用30Gy、90Gy和180Gy 12C6+重离子辐照油菜干种子,研究其对油菜M1代的诱变效应。结果表明不同剂量12C6+重离子辐照使油菜的出苗率、株高和开花率有不同程度的提高,并使开花期提早;30Gy辐照使单株角果数和单株产量有了一定程度的提高;三种辐照剂量都造成了花粉生活力、千粒重和含油量的降低。RAPD扩增结果表明,42个随机引物中有13个引物扩增出差异条带,30Gy、90Gy和180Gy引起的RAPD变异率分别为22.1%、23.7%和36.2%。研究表明,12C6+重离子辐射能有效地引起油菜DNA序列发生改变,从而诱导基因变异,为油菜育种提供丰富的种质材料。

~(12)C~(6+)重离子辐照胡麻种子初步研究

本文研究了6×108cm-2、1.8×109cm-2和3.6×109cm-2的12C6+重离子束辐照对胡麻种子M1代生物学性状和DNA分子多态性等方面的影响。6×108cm-2辐照处理可引起胡麻发芽率提高,促进植株株高,增强花粉活力。同时辐照处理使胡麻种子千粒重和含油量有不同程度提高,辐射剂量越高,两者数值越大,3.6×109cm-2辐射剂量的胡麻种子千粒重和含油量与对照组的相比分别高出了16.5%和19.9%,此外在此剂量处发现了花粉发生了形态变化。辐照处理对胡麻DNA分子也产生了影响,筛选出的14个随机引物可以扩增出清晰、稳定、重复性好的DNA片段,有52个是多态性DNA片段,比率为52.5%。

彗星电泳检测~(12)C~(6+)离子束辐照人类肝L02细胞的DNA损伤效应

以传能线密度为30keV/μm的12C6+离子束辐照人类肝L02细胞,利用彗星电泳技术检测了以DNA链断裂为生物终点的DNA辐射损伤效应。CASP软件分析彗星图像,主要检测尾部DNA(TDNA%)、彗星全长(CL)、尾长(TL)、尾矩(TM)和Olive尾矩(OTM)等指标,SPSS11.5软件进行统计学分析,绘制并拟合TM-剂量曲线。结果显示,辐照以剂量依赖的方式引起L02细胞彗星图像各指标的增大,且TM值与剂量线性正相关。说明12C6+离子束对DNA有较强的致损伤效应,且与剂量正相关。研究为正确评价重离子对人体正常组织的辐射风险及危害提供了一定的基础数据和依据。

~(12)C和X射线辐照人肺癌细胞H1299的生物学效应

用高传能线密度(LET)的12C离子束和低LET的X射线辐照体外培养的非小细胞肺癌H1299(p53基因缺失),研究它们的辐照生物学效应的差异。用克隆形成率法测定了细胞对射线的辐射敏感性;用AnnexinV/PI试剂盒检测了细胞早期凋亡;用流式细胞仪检测了细胞周期变化。实验结果表明,12C离子束辐照H1299细胞的存活率明显低于用X射线辐照的;12C离子束引起H1299细胞的早期凋亡率明显高于X射线辐照引起的,且持续时间更长;12C离子束引起的H1299细胞G2/M期的抑制更明显。说明H1299细胞对高LET的12C离子束的辐射敏感性高于对X射线的,重离子对p53基因缺失型肿瘤的治疗可实施较低的照射剂量、较少的照射次数和较长的时间间隔。

(12)~C~(6+)离子辐照诱发人类肝L02细胞hprt基因突变的研究

本文研究12C6+离子辐照人类肝细胞系L02细胞诱发hprt基因突变与剂量的效应关系,为正确评价重离子对人体正常组织细胞的辐射风险及危害提供基础数据和依据。分别用12C6+离子束(LET为30keV/μm)和X射线(LET为0.2keV/μm)对L02细胞进行0～6Gy照射后,用克隆形成法检测细胞的存活分数,另外在含有6-TG的培养基中克隆、筛选hprt突变细胞株,测定突变频率。结果表明:12C6+离子辐照后L02细胞的存活分数明显小于X射线照后。两种射线照射后,每106个存活细胞中突变克隆的个数随照射剂量增大而增大,受照细胞的突变频率也都在1Gy处最大。但相对于X射线,人类肝细胞系L02细胞对高LET重离子辐射更敏感,而且12C6+离子束诱发更多的存活细胞hprt基因突变。

~(12)C~(6+)重离子辐照大葱的细胞学和RAPD分析

用309、0和180Gy12C6+重离子辐照处理大葱干种子,研究其对大葱根尖的细胞学效应,并采用随机扩增多态性DNA(RAPD)技术初步分析了其变异类型。不同剂量12C6+的重离子照射能有效诱导大葱根尖细胞微核和染色体畸变。随着辐照剂量的增加,幼苗根尖细胞微核形成几率明显增大,微核率、多微核率和染色体总畸变率呈线性上升。但除去微核以外的染色体畸变率则呈U型变化。RAPD结果表明,大葱不同处理之间的DNA存在明显差异,所用35种引物中有28种出现了特异性条带,既有新增条带,又有缺失条带,还有迁移率的差异。30、90和180Gy剂量辐照引起的RAPD变异率分别为29.91%、41.05%和22.14%。结果发现高微核率和染色体变异过大会导致高致死效应,使得染色体总畸变率高的处理组在当代生长苗的DNA变异率变小。

~(12)C~(6+)离子辐照小鼠全脑对其空间记忆的影响

为了研究12C6+离子辐照昆明小鼠全脑对其空间记忆的影响,采用0、0.5、1和2Gy的12C6+离子束辐照昆明小鼠全脑,用八臂迷宫测试小鼠在迷宫中的觅食速度,以及其空间记忆的变化。结果发现,辐照使小鼠的觅食速度降低,但随着训练次数的增加,受辐照组与对照组的觅食速度都提高,到训练第17天,辐照组与对照组觅食能力基本相同;辐照使小鼠的空间记忆能力短期下降,但随着时间的增加,辐照组小鼠的空间记忆能力恢复到了对照水平。以上结果提示,在0～2Gy的碳离子辐照的剂量水平,辐照在短期内影响小鼠的记忆,在一定时间后,这种影响得到恢复。

低能高电荷态Ar~(q+)(q=12,13)离子诱发钼L壳层X射线强度的研究(英文)

本文报导了低能高电荷态Arq+(q=12,13)离子诱发的钼L壳层X射线强度随入射粒子能量的变化趋势,研究表明当入射粒子能量高于220 keV时,钼L壳层X射线强度有明显增加的的趋势.同时,我们提出了一个简单的模型去估计这种趋势随入射能量的变化.模型计算的结果与实验值符合的比较好.

~(12)C~(6+)重离子辐照大葱的生物学效应

用30Gy、90Gy和180Gy 12C6+重离子辐照处理大葱干种子,研究了它对大葱的生物学效应。经过不同剂量12C6+重离子照射过的大葱,幼苗发芽率、株高等表型随着辐照剂量的增大,呈现明显的"抛物线"趋势。适量的12C6+重离子照射(30Gy)能提高大葱发芽率和抗旱、抗倒伏能力,促进生长发育。重离子辐照能有效地诱导大葱根尖细胞微核和染色体畸变形成,180Gy处理的大葱微核率和染色体畸变率最高达到9.09%和10.03%。本实验为大葱的重离子辐照育种打下基础。

~(12)C~(6+)对小鼠肝组织中脂类过氧化和血清抗氧化活力的影响

目的研究12C6+重离子全身照射对小鼠肝组织中脂类过氧化和血清抗氧化活力的影响。方法采用硫代巴比妥酸法测定重离子6Gy辐照后各组肝组织中脂质过氧化值;采用电子自旋共振自旋捕集技术检测辐照后各组血清对羟基的清除率。结果12C6+重离子全身辐照后46、70、82h组肝组织中脂质过氧化值明显增加,与对照组相比差异有显著性(P<0.01),但未出现峰值;辐照后各组血清对羟基的清除率明显下降,其中82h组的清除率最低,辐照后各组与对照组相比差异有显著性(P<0.01)。结论12C6+重离子全身辐照能引起小鼠肝组织中脂类过氧化并能使血清抗氧化活力下降。