醫(yī)用高能碳離子線對不同乏氧狀況下中國倉鼠卵巢細胞(CHO-K1)的放射效應研究.pdf

1、目的:已知乏氧可以直接通過氧剝奪或間接影響細胞生理功能而導致輻射抗性。為了研究乏氧細胞對低線性能量傳遞X射線以及高線性能量傳遞碳離子線的放射敏感性，以及慢性氧缺乏下細胞周期分布的改變對細胞存活的影響。X線和醫(yī)用高能碳離子線對不同乏氧狀況下中國倉鼠卵巢細胞CHO-K1細胞的放射效應進行研究。相應的細胞克隆存活和細胞周期分布進行了測量。
　　材料與方法:，在標準條件下培養(yǎng)的CHO-K1細胞，進行有氧（空氣），乏氧(0.5％O2，94.

2、5％N2，5％CO2)或無氧(95％N2，5％CO2)狀況下的實驗。為了達到急性無氧或乏氧，5個特殊設計的乏氧照射盒串接到氣瓶，相應的混合氣體（95％N2，5％CO2或0.5％的O2，94.5％的氮氣，5％CO2）以200毫升/分鐘流量進行氣體置換2小時。在達到急性無氧或乏氧后，將乏氧照射盒密閉并保持氣密性24小時，盒內細胞即達慢性無氧或乏氧狀態(tài)。而將乏氧照射盒內的細胞重新暴露在空氣中一定時間，即可進行再氧合實驗。用250 kVp的X射

3、線及碳離子射線進行照射。碳離子的平均線性能量傳遞為103 keV/μm，用1cm的擴展Bragg峰碳離子對CHO-K1細胞進行照射，進行克隆形成實驗。在無氧、乏氧情況下及慢性無氧或乏氧后再氧合情況下的細胞周期變化進行檢測。
　　結果:從不同氧狀態(tài)下的存活曲線，我們可以看到，慢性乏氧的細胞和急性乏氧相比具有非常相似的放射敏感性。而慢性無氧的細胞和急性無氧相比具有相對更高的放射敏感性;慢性無氧再氧合1小時的細胞也顯示了相對于有氧細胞的

4、放射敏感性增加;這在X線和碳離子線照射情況下均有發(fā)現(xiàn)。相應細胞周期分布的檢測顯示乏氧狀態(tài)下細胞周期分布相當均勻，而慢性乏氧再氧合后的研究也顯示了細胞周期隨時間的均一性變化，與有氧細胞相比無明顯區(qū)別。而再氧合下細胞周期的均一分布也導致了再氧合1小時與24小時的幾乎相同的存活。而慢性無氧后CHO-K1細胞明顯阻滯于G1期，而S期細胞比例明顯下降，甚至缺乏;再氧合后的細胞周期分布在最初12小時變化非常快，并且在15-24小時時與有氧狀態(tài)下細胞

5、周期分布是可比的。同時，慢性無氧再氧合0，1小時的CHO-K1細胞和慢性無氧再氧合15小時下的細胞相比顯示了對X線增加的放射敏感性。
　　結論:在X線和碳離子照射實驗中，和急性無氧狀態(tài)下相比，慢性無氧狀況下細胞放射敏感性的增加及OER的減小，是由于慢性無氧引起的細胞周期G1阻滯及S期缺乏所引起的。和X線相比，碳離子顯示了更為有效的殺傷，特別是對乏氧和無氧狀態(tài)下的細胞。但是，和X線相比，本實驗并未觀察到碳離子照射可以減小慢性無氧所引