~(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~(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。

~(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。

80MeV/u ~(12)C~(6+)离子辐照小鼠头部对骨髓细胞周期分布的影响

研究重离子辐照小鼠头部对骨髓细胞周期分布的影响,为重离子放射治疗癌症和太空防护提供基础数据。80MeV/u能量的12C6+离子对BALB/c小鼠头部给以0、0.5、1、2、4、10Gy的照射,用流式细胞仪测骨髓细胞周期分布。随着重离子辐照剂量的增加,G1/G0期细胞出现明显阻滞(P<0.05),而G2/M期细胞出现显著减少(P<0.05)。说明重离子辐照小鼠头部对小鼠骨髓细胞周期分布有明显影响,也同时表明电离辐射对骨髓细胞周期分布的影响也有一种间接作用。

~(12)C~(6+)离子束照射不同肿瘤细胞显示重离子治疗癌症的明显优势

通过观察两种人恶性肿瘤细胞(人肝癌细胞SMMC-7721和人黑色素瘤细胞A375)对高LET12C6+离子和γ射线辐照的敏感性及其差异,考察重离子治疗肿瘤的可行性及优势。以这两种体外培养的来源于人体不同组织的具有高辐射抗性的恶性肿瘤细胞为实验对象,分别进行12C6+和γ射线0-6Gy内不同剂量点的单次和分次照射,采用克隆存活法统计细胞的存活分数。结果显示,无论是单次还是分次照射,12C6+照射后两种细胞的存活分数均明显低于γ射线照射,而且两种细胞的辐射敏感性差异明显降低,同时分次照射细胞的存活分数没有明显提高。结果表明,高LET重离子照射对肿瘤细胞能明显提高杀伤能力,同时降低了不同细胞辐射敏感性的差异且导致细胞低的修复。以上特点与重离子剂量深度分布相结合,使得重离子在治疗肿瘤时具有特殊的优势。

~(12)C~(6+)离子诱导TNFα基因在SMMC-7721细胞中的表达

目的用Polyfect转染试剂将重组质粒pEgr-TNFα转染人肝癌细胞SMMC-7721,研究该重组质粒经12C6+离子作用后在细胞中的表达。方法用ELISA方法检测TNFα的蛋白表达,用RT-PCR方法检测TNFα转录水平的变化。结果转染pEgr-TNFα后在SMMC-7721细胞中TNFα的蛋白表达量为2·06ng/ml,2Gy12C6+离子照射后,表达量增高为2·11ng/ml,明显高于未转染组和转染空载体组;RNA转录水平也明显增高,2Gy12C6+离子照射后增高更明显。结论12C6+离子联合重组质粒pEgr-TNFα,在被转染的SMMC-7721细胞中表达量明显增高。

~(12)C~(6+)离子辐照人胃癌细胞系BGC823的氧效应研究

以体外培养的人类胃癌细胞系BGC823为材料,用兰州重离子加速器提供的能量为20MeV/u的12C6+离子,分别在富氧(95%O2+5%CO2)和自然条件下辐照细胞,测得这种离子的氧增比近似为1,说明在中等能量区12C6+离子有很低的氧效应。

80MeV/u~(12)C~(6+)离子辐照小鼠头部对脾脏细胞周期分布的影响

研究重离子辐照小鼠头部对脾脏细胞周期分布的影响,为重离子放射治疗癌症和太空防护提供基础数据。80MeV/u能量的12C6+对BALB/c小鼠头部给以0、0.5、1、2、4、10Gy的照射,用流式细胞仪测脾脏细胞周期分布。重离子辐照后36h,小鼠脾脏细胞S期细胞随着辐照剂量的增加显著减少(p<0.05);0.5Gy组、4Gy组和10Gy组出现G1/G0期阻滞明显阻滞(p<0.05),1Gy组和2Gy组无显著变化(p﹥0.05);0.5Gy组G2/M期细胞显著减少(p<0.01),其它剂量组明显阻滞(p<0.05)。重离子辐照小鼠头部对小鼠脾脏细胞周期分布有明显影响。