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生物学X射线辐照仪在DNA损伤的应用

发布时间:2019-03-21浏览:341次

生物学X射线辐照近年来发展起来的一种放疗方法,具有安全性高、使用方便、可在普通实验室环境下使用等优点,在科研领域上,常用于取代传统的γ源辐照。

Cellrad生物学X射线辐照仪具备130KV的X射线能量,可对细胞或小动物进行照射,从而用于干细胞(骨髓移植及分化,饲养层细胞制备、细胞诱变等)、DNA损伤、Cell cycle、细胞培养、血制品照射、肿瘤、信号转导、免疫、基因治疗、放射生物学、药物研发等生物技术研究。

DNA存储着生物体赖以生存和繁衍的遗传信息,因此维护DNA分子的完整性对细胞至关紧要。外界环境和生物体内部的因素都经常会导致DNA分子的损伤或改变,而且与RNA及蛋白质可以在细胞内大量合成不同,一般在一个原核细胞中只有一份DNA,在真核二倍体细胞中相同的DNA也只有一对,如果DNA的损伤或遗传信息的改变不能更正,对体细胞就可能影响其功能或生存,对生殖细胞则可能影响到后代。 所以在进化过程中生物细胞所获得的修复DNA损伤的能力就显得十分重要,也是生物能保持遗传稳定性之所在。

电离辐射引起的DNA损伤

电离辐射损伤DNA有直接和间接的效应,直接效应是DNA直接吸收射线能量而遭损伤,间接效应是指DNA周围其他分子(主要是水分子)吸收射线能量产生具有很高反应活性的自由基进而损伤DNA。电离辐射可导致DNA分子的多种变化:

如:HPV阳性头颈部鳞状细胞癌中DNA损伤修复途径的错误调节有助于细胞放射敏感性

(B)在用增加剂量的X射线照射(0-4Gy)处理后分析OPSCC细胞的克隆形成存活。显示的是存活的部分,其具有来自至少三次独立实验的标准误差。通过单因素方差分析比较2 Gy(SF2)的存活分数,结果显示p <0.01(UMSCC6与UMSCC47),p <0.005(UMSCC6与UPCI-SCC090),p <0.02(UMSCC74A与UMSCC47),p <0.002 (UMSCC74A与UPCI-SCC090)。

图2:HPV阴性和HPV阳性OPSCC细胞中DNA DSB修复的比较效率。

(A)照射细胞(4Gy)并通过中性单细胞凝胶电泳测定在IR后的不同时间点测量DNA DSB。 显示%尾DNA,其具有与至少三个独立实验的标准偏差,标准化为IR后(0分钟)立即观察到的水平,其设定为100%。 * p <0.05,** p <0.01,*** p <0.005,通过在每个特定时间点相对于UMSCC6细胞的各细胞中归一化的%尾DNA值的一个样品t-检验进行分析。

(B)通过中性彗星试验可视化的OPSCC细胞的代表性图像,证明HPV阳性对HPV阴性OPSCC细胞中DNA DSB的缺陷修复。

 

文章来源:Misregulation of DNA damage repair pathways in HPV-positive head and neck squamous cell carcinoma contributes to cellular radiosensitivity(Catherine M. Nickson1, Parisa Moori1, Rachel J. Carter1, Carlos P. Rubbi1, Jason L. Parsons1)

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