人支气管上皮细胞NL20经不同品质的射线照射后其子代细胞基因组不稳定性的研究

摘要

目的：
　　低剂量电离辐射诱导的基因组不稳定性是指电离辐射照射“记忆”在细胞复制过程中向子代传递，从而使受照细胞的后代发生多种延迟效应的一种生物学现象，子代细胞多表现为染色体易位、缺失、微核细胞率增高等等。目前包括基因组不稳定性、旁效应等在内的非靶效应等给传统的辐射致癌、风险评估带来了巨大的冲击，彻底改变了外界对电离辐射致癌风险的评估，因而成为了放射生物学领域的研究热点之一。本研究以人支气管上皮细胞NL20为研究对象探讨低剂量的不同辐射品质射线所诱导的子代基因组不稳定性及其相关机制。首先验证低LET的 X射线对NL20及其子代细胞造成的损伤；然后进一步探究高LET的 a粒子照射后NL20及其子代细胞的损伤情况；最后重点研究高能重离子一 Fe离子对NL20及其子代细胞造成的损伤情况，为进一步深入研究高LET低剂量电离辐射生物学效应奠定基础。
　　方法：
　　在实验第一部分中，首先以微核形成和DNA损伤（53BP1 foci)两个生物学终点确证了 X射线可诱导NL20细胞产生DNA损伤，并且这一损伤效应也存在于其子代细胞中。然后用本实验室自行设计的用于细胞生物学实验的新型a粒子照射装置进行验证，检测了照射后不同时间NL20细胞及其子代细胞DNA损伤的变化，并与用160 kVp的X射线照射结果相比较，探讨低剂量不同辐射品质射线对NL20及其子代细胞造成的损伤差异。
　　本实验第二部分采用兰州重离子加速器铁离子束照射，验证低剂量高LET射线作用后NL20细胞及其子代细胞的损伤变化。首先以微核形成和53BP1 foci为指标观察了 NL20细胞的DNA损伤变化情况。接着用细胞增殖实验及细胞周期测定观察经铁离子照射NL20细胞后对子代细胞增殖能力的影响；用R0S试剂盒检测了经铁离子照射后NL20子代细胞内R0S水平的变化。最后通过western blotting检测了经铁离子照射后其子代细胞中S0D1、S0 D2的表达情况。
　　结果：
　　1.a粒子、X射线分次照射时，在第3、6代53BP1 foci阳性率及微核细胞率均高于对照组；a粒子、X射线单次照射后，第3代与对照组在相应指标上没有统计学差异。与低LET的X射线相比较，a粒子引起NL20细胞第3、6、18代53BP1 foci及微核形成有增多的趋势，但没有统计学意义。
　　2. NL20细胞经铁离子单次照射后，照射组子代细胞微核细胞率在第6、12代仍较对照组要高，且有统计学意义。在第18代两组微核细胞率趋于一致。NL20细胞经铁离子单次照射后，照射组第6、12、18代细胞53BP1 foci阳性细胞率较对照组更高，有统计学意义，提示子代细胞内的D N A损伤持续存在。NL20细胞经铁离子单次照射后，照射组子代细胞增殖速度减慢，然而经Ku55933预处理后接受铁离子照射的NL20细胞，其子代细胞增殖速度与对照组相似。与对照组相比，照射组子代细胞的G1期明显延长，提示细胞发生G1期阻滞可能是其增殖速度减慢所致。NL20细胞经铁离子单次照射后，照射组19-22代子代细胞中的ROS水平明显高于对照，有统计学意义。采用Western blotting检测发现经铁离子照射NL20细胞后，与对照组比较，第22代细胞的S0D1、S0 D2表达水平均降低，提示可能与细胞抗氧化系统功能减弱有关。
　　结论：
　　1.a粒子、X射线分次照射可诱导NL20细胞发生D N A损伤，同时该损失效应可遗传给子代细胞，而单次照射未见该现象；
　　2. NL20细胞经铁离子照射后DNA损伤可在子代细胞中长期存在，同时伴随着细胞增殖速度，周期分布的明显改变，以及ROS水平及S0D1、S0D2的表达异常。
　　3.射线品质在低剂量电离辐射诱导的子代基因组不稳定性效应中有着重要作用，其具体机制有待进一步研究。

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前言

第一部分NL20细胞在受到a 粒子、X射线照射后的变化

材料

方法

实验结果

讨论

第二部分铁离子照射NL20细胞后对子代细胞的影响

材料

方法

实验结果

讨论

结论

参考文献

综述：低剂量电离辐射诱导基因组不稳定性的研究进展

攻读学位期间本人出版或公开发表的论文

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