人支氣管上皮細(xì)胞NL20經(jīng)不同品質(zhì)的射線照射后其子代細(xì)胞基因組不穩(wěn)定性的研究.pdf

1、目的：
　　低劑量電離輻射誘導(dǎo)的基因組不穩(wěn)定性是指電離輻射照射“記憶”在細(xì)胞復(fù)制過程中向子代傳遞，從而使受照細(xì)胞的后代發(fā)生多種延遲效應(yīng)的一種生物學(xué)現(xiàn)象，子代細(xì)胞多表現(xiàn)為染色體易位、缺失、微核細(xì)胞率增高等等。目前包括基因組不穩(wěn)定性、旁效應(yīng)等在內(nèi)的非靶效應(yīng)等給傳統(tǒng)的輻射致癌、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估帶來了巨大的沖擊，徹底改變了外界對(duì)電離輻射致癌風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估，因而成為了放射生物學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。本研究以人支氣管上皮細(xì)胞NL20為研究對(duì)象探討低劑量的不

2、同輻射品質(zhì)射線所誘導(dǎo)的子代基因組不穩(wěn)定性及其相關(guān)機(jī)制。首先驗(yàn)證低LET的 X射線對(duì)NL20及其子代細(xì)胞造成的損傷；然后進(jìn)一步探究高LET的 a粒子照射后NL20及其子代細(xì)胞的損傷情況；最后重點(diǎn)研究高能重離子一 Fe離子對(duì)NL20及其子代細(xì)胞造成的損傷情況，為進(jìn)一步深入研究高LET低劑量電離輻射生物學(xué)效應(yīng)奠定基礎(chǔ)。
　　方法：
　　在實(shí)驗(yàn)第一部分中，首先以微核形成和DNA損傷（53BP1 foci)兩個(gè)生物學(xué)終點(diǎn)確證了 X射線

3、可誘導(dǎo)NL20細(xì)胞產(chǎn)生DNA損傷，并且這一損傷效應(yīng)也存在于其子代細(xì)胞中。然后用本實(shí)驗(yàn)室自行設(shè)計(jì)的用于細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的新型a粒子照射裝置進(jìn)行驗(yàn)證，檢測(cè)了照射后不同時(shí)間NL20細(xì)胞及其子代細(xì)胞DNA損傷的變化，并與用160 kVp的X射線照射結(jié)果相比較，探討低劑量不同輻射品質(zhì)射線對(duì)NL20及其子代細(xì)胞造成的損傷差異。
　　本實(shí)驗(yàn)第二部分采用蘭州重離子加速器鐵離子束照射，驗(yàn)證低劑量高LET射線作用后NL20細(xì)胞及其子代細(xì)胞的損傷變化。首

4、先以微核形成和53BP1 foci為指標(biāo)觀察了 NL20細(xì)胞的DNA損傷變化情況。接著用細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)及細(xì)胞周期測(cè)定觀察經(jīng)鐵離子照射NL20細(xì)胞后對(duì)子代細(xì)胞增殖能力的影響；用R0S試劑盒檢測(cè)了經(jīng)鐵離子照射后NL20子代細(xì)胞內(nèi)R0S水平的變化。最后通過western blotting檢測(cè)了經(jīng)鐵離子照射后其子代細(xì)胞中S0D1、S0 D2的表達(dá)情況。
　　結(jié)果：
　　1.a粒子、X射線分次照射時(shí)，在第3、6代53BP1 foci陽性

5、率及微核細(xì)胞率均高于對(duì)照組；a粒子、X射線單次照射后，第3代與對(duì)照組在相應(yīng)指標(biāo)上沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。與低LET的X射線相比較，a粒子引起NL20細(xì)胞第3、6、18代53BP1 foci及微核形成有增多的趨勢(shì)，但沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　2. NL20細(xì)胞經(jīng)鐵離子單次照射后，照射組子代細(xì)胞微核細(xì)胞率在第6、12代仍較對(duì)照組要高，且有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在第18代兩組微核細(xì)胞率趨于一致。NL20細(xì)胞經(jīng)鐵離子單次照射后，照射組第6、12、18代細(xì)胞53

6、BP1 foci陽性細(xì)胞率較對(duì)照組更高，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示子代細(xì)胞內(nèi)的D N A損傷持續(xù)存在。NL20細(xì)胞經(jīng)鐵離子單次照射后，照射組子代細(xì)胞增殖速度減慢，然而經(jīng)Ku55933預(yù)處理后接受鐵離子照射的NL20細(xì)胞，其子代細(xì)胞增殖速度與對(duì)照組相似。與對(duì)照組相比，照射組子代細(xì)胞的G1期明顯延長(zhǎng)，提示細(xì)胞發(fā)生G1期阻滯可能是其增殖速度減慢所致。NL20細(xì)胞經(jīng)鐵離子單次照射后，照射組19-22代子代細(xì)胞中的ROS水平明顯高于對(duì)照，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。采

7、用Western blotting檢測(cè)發(fā)現(xiàn)經(jīng)鐵離子照射NL20細(xì)胞后，與對(duì)照組比較，第22代細(xì)胞的S0D1、S0 D2表達(dá)水平均降低，提示可能與細(xì)胞抗氧化系統(tǒng)功能減弱有關(guān)。
　　結(jié)論：
　　1.a粒子、X射線分次照射可誘導(dǎo)NL20細(xì)胞發(fā)生D N A損傷，同時(shí)該損失效應(yīng)可遺傳給子代細(xì)胞，而單次照射未見該現(xiàn)象；
　　2. NL20細(xì)胞經(jīng)鐵離子照射后DNA損傷可在子代細(xì)胞中長(zhǎng)期存在，同時(shí)伴隨著細(xì)胞增殖速度，周期分布的明顯改變