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紫外辐射对机体表皮细胞(尤其是最表层的角质形成细胞层)的DNA具有损害作用。紫外辐射引起DNA损伤的产物以环丁烷嘧啶二聚体(CPDs)和6-4光产物(6-4PPs)为主,这种光诱导损伤使DNA空间结构发生变化,从而阻碍了DNA复制、转录进而影响蛋白质的生物功能。皮肤细胞中UV辐射损伤的积累会导致相应的病理变化,如皮肤炎症、免疫抑制,严重时可导致皮肤癌的发生。
论文主要围绕紫外辐射后DNA损伤的情况及其修复作用进行研究。首先,采用窄谱UVB灯管作为紫外光源,研究了不同剂量的紫外辐射下,人成纤维细胞和角质形成细胞的DNA损伤情况。通过台盼蓝计数法、MTT细胞活力检测法对细胞经一定剂量紫外照射后继续培养24h后细胞存活率及相对活力进行检测,同时,对于经紫外照射后的HaCaT细胞,通过对其提取DNA,采用酶联免疫特异性测定法(ELISA法)对DNA损伤产物CPDs和6-4PPs进行了定量检测,并用琼脂糖凝胶电泳的方法来检测其中DNA的受损程度。
实验结果表明,紫外辐射对于HaCaT细胞或是人成纤维细胞均可造成一定程度的损伤,导致细胞存活率和细胞相对活力下降,并且呈现出一定的剂量依赖效应,且与剂量成负相关。相同剂量的紫外照射下,对比HaCaT细胞比人成纤维细胞二者,前者的耐受能力更强,这和它自身的功能特性有关。二者相同紫外剂量照射下,MTT法测得的细胞相对活力(y)和细胞存活率(x)之间呈现正相关,各自对应的线性回归方程分别为y=0.938x-0.144(r=0.880,n=12,P<0.001)和y=1.062x-0.136(r=0.993,n=12,P<0.001)。经ELISA法测得HaCaT细胞紫外照射后CPDs和6-4PPs的生成量(OD492的值)(y)和紫外照射剂量(x)进行相关性分析二者呈现正相关,各自对应的线性回归方程分别为y=0.004x-O.1129(r=0.985,n=13,P<0.001,检测时DNA样品的浓度为0.2μg/mL)和y=0.003x+0.132(r=0.968,n=10,P<0.001,检测时DNA样品的浓度为4.Oμg/mL)。而结合凝胶电泳实验的结果可以推测,此时DNA的损伤在一定紫外照射剂量范围内尚未能引起DNA链的断裂。
这些实验结果可为紫外辐射对DNA损伤及修复作用提供初步资料,为以后研究DNA经紫外辐射后修复途径的启动提供基础数据和资料。研究的结果将进一步为UV的致病机制、对隔离UV的辐射、诱发加强机体对UV损伤DNA的修复能力提供直接的指导,同时还为uV损害后DNA的药物研制及防治提供理论基础。