Adenovirus-mediated wild-type P53 Transfer radiosensitizes H1299 cells to subclinical-dose carbon-ion irradiation through the restoration of p53 function

To determine whether adenovirus-mediated wild-type p53 transfer after radiotherapy could radiosensitize non-small-cell lung cancer (NSCLC) cells to subclinical-dose carbon-ion beam (C-beam), H1299 cells were exposed to a C-beam or -ray and then infected with 5 MOI of AdCMV-p53 or GFP (C-beam or -ray with p53 or GFP).Cell cycle was detected by flow cytometric analysis. The apoptosis was examined by a fluorescent microscope with DAPI staining. DNA fragmentation was monitored by the TUNEL assay. P53 mRNA was detected by reverse-transcriptase polymerase chain reaction. The expression of p53, MDM2, and p21 was monitored by Western blot. Survival fractions were determined by colony-forming assay. The percentages of G1-phase cells in C-beam with p53 increased by 8.2%–16.0%, 5.2%–7.0%, and 5.8%–18.9%, respectively, compared with C-beam only, -ray with p53, or p53 only. The accumulation of G2-phase cells in C-beam with p53 increased by 5.7%–8.9% and 8.8%–14.8%, compared with those in -ray with p53 or p53 only, respectively. The percentage of apoptosis for C-beam with p53 increased by 7.4%–19.1%, 5.8%–11.7%, and 5.2%–19.2%, respectively, compared with C-beam only, -ray with p53, or p53 only. The level of p53 mRNA in C-beam with p53 was significantly higher than that in p53 only. The expression level of p53 and p21 in C-beam with p53 was significantly higher than that in both C-beam with GFP and p53 only. The survival fractions for C-beam with p53 were significantly less than those for the other groups (p 0.05). The data suggested that AdCMV-p53 transfer could more efficiently radiosensitize H1299 cells to subclinical-dose C-beam irradiation through the restoration of p53 function.

potential mechanisms involved in resistant phenotype of MCF-7breast carcinoma cells to ionizing radiation induced apoptosis

In the present study, we investigated the mechanisms of apoptosis resistance and the roles of the phosphorylation of BRCA1, p21, the Bax/Bcl-2 protein ratio and cell cycle arrest in IR-induced apoptosis in MCF-7 cells. X-irradiation, in particular at low dose (1 Gy), but not carbon ion irradiation, had a significant antiproliferative effect on the growth of MCF-7 cells. 1 Gy X-irradiation resulted in G1 and G2 phase arrest, but 4 Gy induced a significant G1 block. In contrast, carbon ion irradiation resulted in a significant accumulation in the G2 phase. Concomitant with the phosphorylation of H2AX induced by DNA damage,carbon ion irradiation resulted in an approximately 1.9–2.8-fold increase in the phosphorylation of BRCA1 on serine residue 1524, significantly greater than that detected for X-irradiation. Carbon ion irradiation caused a dramatic increase in p21 expression and drastic decrease in Bax expression compared with X-irradiation. The data implicated that phosphorylation of BRCA1 on serine residue 1524 might,at least partially, induce p21 expression but repress Bax expression. Together, our results suggested that the phosphorylation of BRCA1 at Ser-1524 might contribute to the G2 phase arrest and might be an upstream signal involved in preventing apoptosis signal via upregulation of p21 and downregulation of the Bax/Bcl-2 ratio.

低剂量碳离子束辐射增强AdCMV-p53转染对非小细胞肺癌细胞的治疗效果

探讨低剂量碳离子束预辐照对AdCMV-p53转染非小细胞肺癌细胞的影响, 观察了20和40 MOI AdCMV-p53转染经12C6+ 束流或γ 射线预辐照的H1299细胞后, 外源性p53的表达、细胞周期、细胞凋亡和细胞存活等. 结果显示, 经碳离子束预辐照后 AdCMV-p53转染细胞p53阳性细胞所占比例高达90%多, 明显高于γ 射线预辐射后AdCMV-p53 转染细胞p53阳性率. 低剂量碳离子预辐照明显阻止AdCMV-p53转染细胞G0/G1阻滞的发生,促进 G2/M 阻滞和细胞凋亡的发生. 碳离子束辐射诱导 AdCMV-p53 转染组相对生物学效应(RBE)比单纯碳离子束辐照组增加 30%~60%, 比单纯 AdCMV-p53 转染组增加20%~130%, 比单纯γ 辐射诱导 AdCMV-p53 转染组增加 30%~70%. 结论: 低剂量碳离子束预照射明显增强外源性 p53 的表达和AdCMV-p53 转染对非小细胞肺癌细胞的抑制.

重离子诱导人舌鳞癌细胞凋亡和Bax/Bcl-2蛋白表达的变化

In order to investigate the effect of carbon ion irradiation on apoptosis and Bax/Bcl-2 expression inhuman tongue carcinoma cells, exponentially growing human tongue carcinoma cells (Tb) cultured in vitro were irradiated with 0, 0.5, 1.0, 2.0 or 4.0 Gy of 12C6+ ions respectively. Survival rate of irradiated cells at various doses were measured by MTT assay. The nucleus changes of apoptosis and necrosis of cells stained by Hochest/PI were observed through fluorescence microscope. The cell cycle changes were detected by flow cytometry (FCM). The expressions of Bax and Bcl-2 were detected by Western blot analysis. The results show that the viability of Tb cells decreases gradually with increment of irradiation doses of carbon ions. The proportions of apoptosis cells in the irradiated groups are significantly higher than those in the control group. There is a positive correlation between irradiation doses and retardation strength in G2 /M phase at 24 h after irradiation (P<0.05). And the expressions of Bax and bcl-2 are significantly up-regulated and down-regulated respectively by 12C6+ ion irradiation. It can be concluded from above that cell apoptosis induced by heavy ion with high-LET may be mediated through the Bax/Bcl-2 expression pathway. 探讨重离子辐照对人舌鳞癌Tb细胞的凋亡及Bax/Bcl-2蛋白表达的影响。采用0、0.5、1.0、2.0、4.0 Gy重离子束辐照人舌鳞癌 Tb 细胞，应用 MTT 法检测细胞存活，流式细胞技术检测细胞周期变化，Hoechst33258/PI 复染法观察 Tb 细胞凋亡形态，并采用 Western-blot 法检测 Bax/Bcl-2 蛋白表达情况。结果发现，Tb细胞经12C6+离子束辐照后存活率显著下降，呈剂量依赖性的生长抑制；Tb细胞呈现蓝色荧光浓集成团的凋亡形态，且凋亡比例随辐照剂量增加；G2/M 期细胞百分数随照射剂量增加而增加（P＜0.05） 。Western-blot结果显示 Bax 蛋白表达水平随辐照剂量逐渐上升，但在 4 Gy 组其表达不再增高，Bcl-2 蛋白在 1.0、2.0、4.0 Gy组随剂量增大呈下降趋势。以上结果提示重离子束辐照对 Tb 细胞有抑制作用，Bax/Bcl-2 蛋白表达是重离子治癌的机制之一。

低剂量连续辐射引起的小鼠免疫系统的变化

为了评估低剂量X射线连续辐射对BALB/c小鼠健康机体免疫系统的影响,实验采用X射线全身连续照射BALB/c小鼠,照射第一天剂量为0.07Gy,剂量率0.2Gy/min,之后每天照射0.08Gy,共照射12d,累积剂量1.03Gy,照射后24和48h取血、胸腺和脾脏。流式细胞仪检测免疫细胞周期和凋亡的变化,胸腺和脾脏指数用重量法获取。实验结果表明,小鼠胸腺细胞的周期在照射后24h被阻滞在G2/M期;外周血淋巴和胸腺细胞周期48h被阻滞在G0/G1期,细胞凋亡比例在照射后两个时间点都显著增加;脾脏淋巴细胞周期24h被阻滞在G0/G1期,48h被阻滞在S期,细胞凋亡比例在24和48h显著减少;脾脏指数在照射后48h显著减少。故低剂量X射线连续全身照射BALB/c小鼠可激活免疫细胞不同的周期监测点,引起免疫细胞凋亡比例发生变化,造成一定的辐射损伤,且这种影响随着免疫器官的不同而不同。

低剂量~(12)C~(6+)离子束预辐照对小鼠肝脏细胞DNA损伤和周期进程的影响

研究低剂量重离子束预辐照对小鼠肝脏辐射损伤程度的影响。分别用低剂量12C6+离子束全身均匀预辐照处理小鼠,剂量分别为0、0.05、0.1、0.25、0.5Gy,剂量率为1Gy/min,4h后用4Gy的12C6+离子束全身均匀辐照,照射8h后用流式细胞仪检测辐照小鼠肝脏细胞在各细胞周期时相的百分率,并用单细胞电泳技术检测辐照损伤小鼠肝脏细胞的DNA损伤程度。结果显示,和对照组相比,低剂量预辐射处理可以减轻辐照损伤小鼠肝脏细胞G0/G1期和G2/M的阻滞,促进肝脏细胞在S期的积累。此外,辐照小鼠肝脏细胞的拖尾率及拖尾长度也显著减少,其中以0.1Gy处理组效果最为显著(P<0.01)。提示:低剂量重离子预辐照能使细胞产生适应性反应,有效减轻辐照小鼠肝脏细胞G0/G1期和G2/M的阻滞,并显著减轻肝脏细胞DNA的辐射损伤程度。

低剂量碳离子束辐射增强AdCMV-p53转染对人非小细胞肺癌细胞的治疗效果

探讨低剂量碳离子束预辐照对AdCMV-p53转染非小细胞肺癌细胞的影响,观察了20和40MOIAdCMV-p53转染经12C6+束流或γ射线预辐照的H1299细胞后,外源性p53的表达、细胞周期、细胞凋亡和细胞存活等.结果显示,经碳离子束预辐照后AdCMV-p53转染细胞p53阳性细胞所占比例高达90%多,明显高于γ射线预辐射后AdCMV-p53转染细胞p53阳性率.低剂量碳离子预辐照明显阻止AdCMV-p53转染细胞G0/G1阻滞的发生,促进G2/M阻滞和细胞凋亡的发生.碳离子束辐射诱导AdCMV-p53转染组相对生物学效应(RBE)比单纯碳离子束辐照组增加30%~60%,比单纯AdCMV-p53转染组增加20%~130%,比单纯γ辐射诱导AdCMV-p53转染组增加30%~70%.结论:低剂量碳离子束预照射明显增强外源性p53的表达和AdCMV-p53转染对非小细胞肺癌细胞的抑制.

重离子诱导人舌鳞癌细胞凋亡和Bax/Bcl-2蛋白表达的变化

探讨重离子辐照对人舌鳞癌Tb细胞的凋亡及Bax/Bcl-2蛋白表达的影响。采用0、0.5、1.0、2.0、4.0Gy重离子束辐照人舌鳞癌Tb细胞,应用MTT法检测细胞存活,流式细胞技术检测细胞周期变化,Hoechst 33258/PI复染法观察Tb细胞凋亡形态,并采用Western-blot法检测Bax/Bcl-2蛋白表达情况。结果发现,Tb细胞经12C6+离子束辐照后存活率显著下降,呈剂量依赖性的生长抑制;Tb细胞呈现蓝色荧光浓集成团的凋亡形态,且凋亡比例随辐照剂量增加;G2/M期细胞百分数随照射剂量增加而增加(P<0.05)。Western-blot结果显示Bax蛋白表达水平随辐照剂量逐渐上升,但在4Gy组其表达不再增高,Bcl-2蛋白在1.0、2.0、4.0Gy组随剂量增大呈下降趋势。以上结果提示重离子束辐照对Tb细胞有抑制作用,Bax/Bcl-2蛋白表达是重离子治癌的机制之一。

低剂量~(12)C~(6+)离子辐照对小鼠胸腺、脾脏细胞周期及DNA损伤的影响

研究低剂量12C6+离子全身辐照对小鼠胸腺、脾脏细胞周期进程及DNA损伤的影响。以0、10、50、75、100和250mGy12C6+离子全身辐照小鼠,照射后6h处死小鼠,用流式细胞仪检测受辐照小鼠胸腺、脾脏细胞在各细胞周期的百分率,用彗星电泳技术检测受辐照小鼠胸腺脾脏细胞的拖尾率和拖尾长度。所有照射组G0/G1期胸腺细胞百分率明显低于对照组,(p<0.05),10～100mGy照射组S期胸腺细胞百分率显著高于对照组(p<0.01),所有照射组(G2/M)期胸腺细胞百分率明显高于对照组(p<0.05);所有照射组G0/G1期脾细胞百分率明显高于对照组(p<0.01),S期脾细胞百分率显著低于对照组(p<0.05)。彗星电泳结果显示低剂量12C6+离子辐照以剂量依赖的方式引起小鼠胸腺脾脏细胞DNA迁移长度及拖尾率的增加。低剂量的碳离子辐射可促进小鼠胸腺细胞DNA合成,对小鼠脾脏细胞产生抑制作用,使其发生G1期阻滞;同时对胸腺及脾脏细胞造成具有明显剂量效应关系的DNA损伤。

重离子束与X射线辐照对人舌鳞癌细胞周期影响的比较

[目的]研究重离子和X射线辐照对人舌鳞癌Tb细胞周期影响的规律。[方法]采用X射线和离子束分别辐照人舌鳞癌Tb细胞,X射线照射剂量为0、2、4、6、8Gy;重离子照射剂量为0、0.5、1、2.0、4.0Gy。PI荧光探针标记,流式细胞仪检测不同剂量组受照后在6h、12h、24h的细胞周期变化。[结果]人舌鳞癌Tb细胞在X射线照射后,2.0Gy组激活G1期检测点,而4.0、6.0、8.0Gy组激活G2期检测点。重离子照射后,Tb细胞G2/M期阻滞明显增加,阻滞程度具有剂量和时间依赖性,并且0.5、1Gy组细胞在12～24h时间点出现"崩溃"现象,细胞阻滞解除;2Gy和4Gy组细胞表现为明显的G2/M阻滞,未出现"崩溃"现象。在2Gy辐照时对细胞G2期阻滞率达到70%,相当于6GyX射线辐照。[结论]重离子和X射线对人舌鳞癌细胞周期影响不同,小剂量重离子束具有较高的生物学效应。

基于DSP的磁场电源控制器软件设计

为了使兰州重离子加速器冷却储存环的磁场电源控制器及时更新输出的波形数据,以TI公司的TM320C6713芯片为中央处理器,结合FPGA逻辑编程,采用双FIFO数据缓存机制和Aitken插值算法,编写并优化了磁场电源控制器软件系统。利用数据驱动模式的编程方式提高了系统的执行效率和可维护性。同时通过对更新的波形数据做Aitken插值运算,使其大小减少为原始数据的1/1024,提高了数据的传输和存储效率。经现场测试,本软件系统运行稳定可行,达到设计要求。

重离子辐照对人舌鳞癌Tb细胞周期的影响

目的探讨重离子辐照对人舌鳞癌Tb细胞周期进程的影响及受照剂量和修复时间的关系。方法采用流式细胞仪检测不同剂量重离子辐照后人舌鳞癌Tb细胞不同时间点的细胞周期变化。结果人舌鳞癌Tb细胞经重离子辐照后,出现G2/M期明显阻滞,阻滞程度具有剂量和时间依赖性,G2/M期阻滞在24h时与照射剂量呈正相关(r=0.935,P<0.05)。当受到0.5、1Gy照射后,细胞在12h到达阻滞高峰,24h时最大峰值回落。辐照剂量分别为2、4Gy时,细胞表现为G2/M的明显阻滞,未出现阻滞解除现象。结论人舌鳞癌Tb细胞经重离子照射后存活后代生长延缓,放射敏感性增高,呈G2/M期阻滞。

~(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。

P53及其相关蛋白对X射线照射肝癌细胞周期的调节

X射线照射人肝癌细胞HepG2,照射后细胞存活随照射剂量增大明显下降。流式细胞术分析,不同剂量组照射后24h均发生G2期阻滞。照射后不同时间组的细胞周期分布也有不同,照射后12h,有显著的S期延迟。Western Blot显示照射后24hP53,MDM2,P21蛋白表达上升,并有时间效应:P53在照射后24h之内始终维持较高表达,MDM2和P21分别在照射后6和12h的表达最高。X射线照射通过影响P53及其相关蛋白的表达影响细胞周期。