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第一章:目的:通过检测正常人造血干细胞(haemopoietic stem cells,HSCs)和慢性粒细胞白血病患者白血病干细胞(leukemic stem cells,LSCs)辐射后细胞存活曲线各参数,探讨两者放射敏感性和亚致死损伤(sub-lethal damage,SLD)修复能力的差异,为LSCs的靶向治疗提供理论依据。
方法:取健康产妇脐血及初诊的慢性粒细胞白血病病人骨髓,采用免疫磁株分离法(EasySepHuman CD34 selection Kit)分别分选出CD34+CD38-的HSCs和CD34+CD38-CD123+的LSCs细胞。实验依据细胞类型分两组:即HSCs组与LSCs组,各组依照射剂量不同(0Gy、1Gy、2Gy、4Gy、6Gy、8Gy、10Gy)分为7个亚组,每组每个剂量点均设3个平行样本。接种于1%甲基纤维素半固体培养基,照射后培养14天即行集落形成实验。根据各组接种的细胞数、形成的集落数,计算细胞存活分数(surviving fraction,SF),采用多靶单击模型和线性二次模型拟合绘制细胞存活曲线,根据D0、Dq、SF2及α/β比等放射生物学参数,比较两种细胞的放射敏感性和亚致死损伤(sub-lethal damage,SLD)修复能力的差异;流式细胞仪检测两种细胞的细胞周期分布及凋亡情况。
结果:
(1) 90%的HSCs细胞处于G0/G1期,而50%的LSCs处于G0/G1期,两种细胞的凋亡指数均较低;
(2)两种干细胞对射线均较敏感,呈现良好的剂量效应关系;
(3)多靶单击模型中,HSCs的SF2、D0、Dq值分别为0.3508、2.247、0.083,LSCs的SF2、D0、Dq值分别为0.2972、1.828、0.037;(4)线性二次模型中,HSCs和LSCs的α/β值分别为4.577和7.879。
结论:
(1)HSCs、LSCs对射线均较敏感,且照射后亚致死损伤修复能力均较差;
(2)LSCs细胞对射线的敏感性是HSCs的1.23倍;
(3)两种细胞辐射敏感性的差异可能与细胞周期分布差异有关。
第二章:目的:探讨低剂量照射(low dose radiation,LDR)在体外对人造血干细胞(hematopoietic stem cells,HSCs)和白血病干细胞( leukemic stem cells,LSCs)增殖与凋亡的影响,并探讨其可能作用机制。
方法: 取正常人脐血及初诊的慢性粒细胞白血病病人骨髓,用免疫磁株分离法,分离纯化CD34+CD38-的HSCs和CD34+CD38-CD123+的LSCs,实验依据细胞类型分成两组:HSCs组和LSCs组;每组LDR设5个剂量点(0cGy、5cGy、7.5cGy、12.5cGy、20cGy)。细胞计数及克隆形成法分析LDR对两种细胞增殖抑制的影响,流式细的胞仪检测其对周期分布的影响,AnnexinⅤ/PI检测细胞凋亡率情况。
结果:
(1)各剂量点LDR处理后,LSCs细胞增殖速度明显加快、细胞数量增加;
(2)克隆形成实验显示:LDR照射后,LSCs细胞的克隆形成能力明显增加(P<0.05);
(3)LSCs经LDR照射后6h出现G0/G1期细胞比例减少(P<0.05),G2/M期细胞比例增加(P<0.05);
(4)各剂量点LDR对HSCs的增殖及细胞周期的分布与对照组相比,均无明显的影响(P>0.05);
(5)LDR后HSCs和LSCs的凋亡率极低,不能引起HSCs和LSCs的凋亡。
结论:
(1) LDR能特异性促进LSCs的增殖分化;
(2)其作用机理可能是通过改变LSCs周期进程,使G0/G1期的LSCs进入增殖周期,而与细胞凋亡无关;
(3)LDR对HSCs的增殖、细胞周期分布和凋亡均无明显影响。