离子辐射诱导活体线虫细胞损伤效应研究

• 作 者: 刘家炉
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院大学
• 发表日期: 2014年期
• 关键词: 秀丽隐杆线虫线虫 碳离子辐射 生殖细胞凋亡 单粒子微束 阴门前体细胞增殖性死亡 细胞损伤效应

重离子辐射具有独特的深度剂量分布和高相对生物学效应，被认为是理想的放疗手段，然而关于重离子的细胞杀伤效应，特别是活体背景下的作用机理并不完全清楚。本论文主要以秀丽隐杆线虫作为研究对象，以线虫体内生殖细胞凋亡和阴门前体细胞增殖性死亡为生物学终点，研究了线虫生殖细胞凋亡和增殖性细胞死亡沿着碳离子射程的深度分布，以及质子微束局部辐射和整体辐射在诱导细胞杀伤效应上的不同。主要工作如下:　　(1)活体线虫置于350 MeV/u碳离子辐射的入口、坪区和峰区位置，经10Gy和20 Gy剂量（入口剂量）辐射后，检测三个位置辐射当代和子代线虫生殖细胞的凋亡水平。结果表明:碳离子辐射显著增加了辐射当代和子代线虫生殖细胞的凋亡水平，并表现出一定的辐射区域和辐射剂量依赖性。　　(2)利用离子辐射能量梯度衰减装置，线虫均匀分布在碳离子辐射射程上，以线虫阴门前体细胞的增殖性死亡水平作为生物学终点，研究重离子细胞杀伤效应的深度分布，并利用DNA损伤修复反应(DDR)缺陷线虫品系，研究线虫DDR反应对重离子辐射诱导增殖性细胞死亡的影响。结果显示:重离子辐射诱导阴门前体细胞增殖性死亡的深度分布曲线与物理Bragg曲线基本一致，诱导的程度与辐射时细胞所处的分裂时期密切相关。同时DDR反应相关基因hus-1和clk-2基因功能缺失增强了碳离子辐射对细胞增殖性死亡的诱导，但并没有改变细胞增殖性死亡的深度分布。　　(3)在重离子整体辐射诱导阴门细胞增殖性死亡的基础上，进一步利用单粒子微束对线虫阴门三个前体细胞进行精确定位辐射，检测局部辐射诱导阴门前体细胞增殖性死亡的水平。结果显示:单离子微束精确辐射阴门前体细胞并不能有效诱导线虫Vulva增殖性细胞死亡，也没有改变阴门的发育模式。综合整体辐射结果，表明活体水平细胞的辐射敏感性受到身体其它辐射细胞的调控，是非细胞自主性的。