利用离体型高分辨率核磁共振氢谱评价脑胶质瘤细胞系放疗后DNA损伤

摘要

研究目的:应用离体型高分辨率核磁共振氢谱检测脑胶质瘤细胞系(C6、U87及U251)经不同剂量X线（0Gy、1Gy、5Gy、10Gy及15Gy）照射后的代谢物变化，并初步探讨代谢物变化与DNA损伤之间的相关关系。
　　研究方法:选择临床实验常用脑胶质瘤细胞系（C6、U87及U251）为研究对象，分别分成5个照射剂量（0Gy、1Gy、5Gy、10Gy及15Gy）进行X线照射，0Gy设为对照组，1Gy、5Gy、10Gy及15Gy设为实验组，照射后细胞继续培养24小时。将每个剂量的细胞随机分为5组，第1组利用单细胞凝胶电泳实验进行DNA损伤检测，检测指标为尾长（tail length）、彗尾中DNA含量(TDNA)、尾矩(tail moment);第2组利用流式细胞仪检测多个照射剂量下的细胞周期分布情况;第3组利用流式细胞仪检测不同照射剂量下的细胞凋亡率;第4组利用集落形成实验统计集落形成率，并利用单击-多靶模型绘制细胞存活曲线，从而得出放射敏感性参数，比较不同细胞系之间的放射敏感性大小;第5组利用高分辨率核磁共振氢谱检测不同剂量X线照射后的代谢物变化。采集到的核磁共振氢谱数据利用软件MestRenova进行分析，多组间比较采用单因素方差分析，两组间比较采用t检验。
　　研究结果:1.DNA损伤:与对照组相比，各实验组照射后，彗尾逐渐延长，DNA损伤明显加重（C6，P＜0.01;U87，P＜0.05;U251，P＜0.01），并随着照射剂量的增加，DNA损伤具有剂量依赖效应。
　　2.细胞周期分布:与对照组相比，当照射剂量为1Gy时，三种细胞系G1期所占百分比显著增加（C6，P＜0.05;U87，P＜0.01;U251，P＜0.01）;随着照射剂量继续增加为5、10及15Gy时，G1所占百分比C6呈增加趋势（1Gy vs.5Gy，P＜0.05;5Gyvs.10Gy，P＜0.05;10Gy vs.15Gy，P＞0.05），U87及U251呈下降趋势(U87:1Gy vs.5Gy,P＜0.05;5Gy vs.10Gy, P＜0.05;10Gy vs.15Gy, P＞0.05.U251:1Gy vs.5Gy,P＜0.01;5Gy vs.10Gy, P＜0.01;10Gy vs.15Gy,P＜0.01)。
　　3.细胞凋亡率变化:相比于对照组，各实验组细胞凋亡率显著增加(C6，P＜0.01;U87，P＜0.01;U251，P＜0.01);各相邻组间比较时，C6及U87呈缓慢增加趋势(C6，P＜0.01;U87，P＜0.05)，U251呈现出先快(0Gy vs.1Gy, P＜0.01)后慢(1Gy vs.5Gy，P＜0.05;5Gy vs.10Gy, P＜0.01;10Gy vs.15Gy, P＞0.05)的增加趋势。
　　4.集落形成实验:与对照组相比，各实验组集落形成率明显降低(C6，P＜0.01;U87，P＜0.01;U251，P＜0.01)。各实验组组间比较可得:1Gy vs.5Gy，三种细胞系P值均＜0.01;5Gy vs.10Gy，C6和U251的P值＜0.01，U87的P值＜0.05;10Gy vs.15Gy，C6的P值＜0.01，U87和U251的P值＞0.05。
　　5.细胞放射敏感性大小比较:细胞存活曲线拟合结果显示，三种细胞系(C6、U251及U87)的SF2（照射剂量为2Gy时的细胞存活分数）值分别为0.557、0.456及0.148，U87的放射敏感性大于U251，U251的放射敏感性大于C6。
　　6.细胞内代谢物改变:照射剂量由0Gy增加为1Gy、5Gy、10Gy、15Gy的过程中，代谢物比值Lac/Cr和Suc/Cr逐渐减少（C6和U87，P＜0.05; U251，P＜0.01），Cho/Cr逐渐增加（C6和U87，P＜0.05; U251，P＜0.01），与DNA损伤参数（尾长、TDNA、尾矩）呈线性相关关系(0.783＜R2＜0.996)。
　　结论:离体型高分辨率核磁共振氢谱检测得出，脑胶质瘤细胞系(C6、U87及U251)放疗后Lac/Cr、Suc/Cr及Cho/Cr比值变化与肿瘤细胞DNA损伤存在明显相关性，高分辨率核磁共振氢谱作为一种无创性检测方法可以预测脑胶质瘤细胞系放疗后的DNA损伤。

目录

声明

摘要

符号说明

前言

材料与方法

2．试剂和仪器设备

3．细胞准备

4．细胞内水溶性代谢物提取

5．1H-MRS图像采集和后处理

6．彗星实验

8．流式细胞仪检测细胞凋亡率

9．集落形成实验

10．统计学方法

结果

1．脑胶质瘤细胞系核磁共振频谱特点

2．脑胶质瘤细胞系DNA损伤特点

3．流式细胞仪检测胶质瘤细胞系凋亡率

4．流式细胞仪检测胶质瘤细胞系周期分布

5．集落形成实验

7．放疗对正常胶质细胞的影响

讨论

结论

综述 脑胶质瘤的治疗方法及放化疗后的代谢物改变

附图

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的学术论文