電離輻射對(duì)人肝癌HepG2細(xì)胞超微弱發(fā)光的影響.pdf

1、惡性腫瘤是危害人類的主要疾病，目前化療、放療和外科手術(shù)是治療惡性腫瘤的主要手段。放射治療已經(jīng)有近百年的歷史，在國(guó)內(nèi)大約有70％的惡性腫瘤患者需要接受放射治療。不同的腫瘤其組織來(lái)源不同、腫瘤細(xì)胞的分化程度及增殖水平不同，對(duì)電離輻射的反應(yīng)也存在很大差異，即不同的腫瘤細(xì)胞，其輻射敏感性（radiosensitivity）不同。腫瘤輻射敏感性是制定腫瘤放射治療方案、選擇腫瘤照射劑量的主要依據(jù)[1]。但目前仍缺乏快速可靠的檢測(cè)腫瘤細(xì)胞輻射敏感性的

2、方法和指標(biāo)。
　　細(xì)胞的生物超微弱發(fā)光特性為解決這一問(wèn)題提出了新的可能?；罴?xì)胞的超微弱發(fā)光（ultraweak bioluminescence）是一種來(lái)自細(xì)胞本身的信號(hào)，這種信號(hào)所攜帶的是與生命活動(dòng)相關(guān)的信息，可反映細(xì)胞的氧化代謝特點(diǎn)和增殖活動(dòng)。腫瘤細(xì)胞有其自身的超弱發(fā)光信號(hào)[2,3]，推測(cè)當(dāng)受到外界電離輻射后，可能會(huì)改變細(xì)胞的超弱光子發(fā)射強(qiáng)度和性質(zhì)。本實(shí)驗(yàn)觀察了電離輻射對(duì)人肝癌HepG2細(xì)胞的影響及其生物超微弱發(fā)光強(qiáng)度的變化，進(jìn)

3、而揭示二者之間的聯(lián)系。
　　目的：探討電離輻射對(duì)人肝癌HepG2細(xì)胞生物學(xué)行為的影響以及輻射后人肝癌HepG2細(xì)胞生物超微弱發(fā)光強(qiáng)度的變化。
　　方法：取指數(shù)生長(zhǎng)期的人肝癌HepG2細(xì)胞，用60Coγ射線進(jìn)行照射，吸收劑量分別為0.5、1、2、4、6、8Gy，未照射HepG2細(xì)胞（劑量0Gy）為對(duì)照組，觀察照射后48h人肝癌HepG2細(xì)胞的變化：
　　(1)應(yīng)用光鏡、電鏡觀察細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)和超微結(jié)構(gòu)的變化；
　　(

4、2)應(yīng)用MTT比色試驗(yàn)檢測(cè)細(xì)胞的增殖活性；
　　(3)采用流式細(xì)胞術(shù)測(cè)定細(xì)胞周期的變化和凋亡率；
　　(4)采用免疫組化方法檢測(cè)細(xì)胞p27蛋白的表達(dá)和分布的變化；
　　(5)應(yīng)用低滲染色體擴(kuò)散、Giemsa染色觀察細(xì)胞G2期染色體改變；
　　(6)利用平板克隆形成試驗(yàn)法測(cè)定照射后細(xì)胞的克隆存活分?jǐn)?shù)；
　　(7)采用流動(dòng)式化學(xué)發(fā)光分析儀檢測(cè)細(xì)胞超微弱發(fā)光的動(dòng)態(tài)變化。
　　結(jié)果：
　　(1)光鏡下細(xì)

5、胞形態(tài)畸變，胞體巨大，吸收劑量越大畸變?cè)矫黠@；電鏡下可見(jiàn)細(xì)胞膜完整性破壞，胞膜塌陷，核固縮成不規(guī)則團(tuán)塊、分葉增多，胞漿空泡多見(jiàn)。
　　(2)MTT比色試驗(yàn)結(jié)果顯示細(xì)胞的生長(zhǎng)抑制率與吸收劑量呈正相關(guān)，r=0.962（P<0.01）。
　　(3)照射后細(xì)胞有絲分裂延遲，在2Gy照射后48h，細(xì)胞出現(xiàn)G2/M期阻滯，4Gy時(shí)處于G2期細(xì)胞比例最高，并出現(xiàn)明顯的凋亡峰。吸收劑量超過(guò)4Gy后G2期細(xì)胞比例不再增加，但凋亡細(xì)胞比例在6G

6、y時(shí)達(dá)到最高為30.5％。
　　(4)照射后細(xì)胞p27蛋白表達(dá)明顯受抑制，而且分布發(fā)生改變，主要分布于細(xì)胞核外細(xì)胞漿內(nèi)。
　　(5)照射后細(xì)胞G2期染色體出現(xiàn)斷裂畸變，且與吸收劑量具有顯著相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)r=0.937（P<0.01），吸收劑量越高，染色體斷裂畸變數(shù)越多。
　　(6)克隆形成試驗(yàn)顯示細(xì)胞受照射后的克隆存活分?jǐn)?shù)與吸收劑量經(jīng)擬合符合線性平方模型，lnS=－αD－βD2。表明在低劑量照射時(shí)，細(xì)胞致死性畸變與照

7、射劑量成正比，細(xì)胞存活曲線呈線性；在高劑量照射時(shí)，致死性畸變與劑量的平方成正比。
　　(7)細(xì)胞受輻射后48h，其超微弱發(fā)光強(qiáng)度與吸收劑量呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r=－0.803（P<0.01）；超微弱發(fā)光強(qiáng)度與細(xì)胞克隆存活分?jǐn)?shù)的相關(guān)系數(shù)r=0.841（P<0.01），說(shuō)明細(xì)胞的超微弱發(fā)光強(qiáng)度與細(xì)胞存活分?jǐn)?shù)呈顯著正相關(guān)。
　　結(jié)論:
　　(1)肝癌HepG2細(xì)胞受γ射線照射后膜結(jié)構(gòu)的改變導(dǎo)致細(xì)胞功能和形態(tài)的改變，細(xì)胞周期延長(zhǎng)

8、、生長(zhǎng)抑制、存活分?jǐn)?shù)降低、染色體斷裂畸變并與輻射劑量相關(guān)(P<0.01)，G2期染色體斷裂畸變量可反映細(xì)胞的輻射敏感性。p27蛋白表達(dá)明顯抑制且分布發(fā)生改變。在低劑量照射時(shí)，細(xì)胞死亡以細(xì)胞凋亡為主；在高劑量照射時(shí)則主要發(fā)生細(xì)胞壞死。
　　(2)肝癌HepG2細(xì)胞的超微弱發(fā)光強(qiáng)度與輻射劑量和細(xì)胞克隆存活分?jǐn)?shù)均顯著相關(guān)(P<0.01)，超微弱發(fā)光強(qiáng)度能反映腫瘤細(xì)胞的內(nèi)在輻射敏感性。目前檢測(cè)細(xì)胞輻射敏感性的克隆形成試驗(yàn)由于試驗(yàn)周期太長(zhǎng)而