内、外照射诱导DNA链断裂与修复在肿瘤治疗中的作用

【摘要】：放射治疗是恶性肿瘤的主要治疗手段之一，但目前在临床上仍存在肿瘤放射抗拒 性与正常组织晚发性反应两方面的问题。当今辐射诱导的DNA链断裂与修复和辐射诱 导的细胞凋亡的研究提供了利用分子途径调节放射反应的可能性，已成为最具有潜在临 床应用价值的重点研究课题。 单细胞凝胶电泳技术是近年来发展起来的一种在单细胞水平检测哺乳类有核细胞 DNA链断裂与修复的新技术，已广泛应用于放射生物学、遗传毒理、肿瘤治疗评价、细 胞凋亡等领域的研究。本课题我们首先建立和改进了测定DNA双链断裂的中性微凝胶电 泳技术和测定DNA单链断裂的碱性微凝胶电泳技术；在此基础上，应用其对γ射线外 照谢小鼠、裂片核素内照射大鼠、X射线接触者、恶性肿瘤患者和放疗后肿瘤病人的外 周血淋巴细胞以及X射线外照射对三株不同放射敏感性的肿瘤细胞的DNA链断裂与修 复进行检测，进一步探讨其作为癌患风险评估的生物学标志及预测肿瘤细胞内在放射敏 感性的可行性。主要内容如下： 1.分别应用中性单细胞凝胶电泳、碱性单细胞凝胶电泳技术检测了不同剂量γ射线 外照射对小鼠外周血淋巴细胞DNA的损伤。结果表明，γ射线外照射对小鼠外周血淋 巴细胞DNA具有明显的损伤作用，彗星细胞百分率显著增加，DNA电泳迁移，且迁移 的距离与照射剂量之间呈良好的线性关系。 2.应用碱性单细胞凝胶电泳技术观察了混合裂变产物急性染毒时对大鼠外周血淋巴细 胞DNA的损伤，探讨了混合裂变产物致癌的分子机理和诱发免疫细胞的放射免疫毒理 效应，旨在为广泛开展内照射治疗，提供免疫学方面的依据。结果表明，裂片核素内照 射对大鼠外周血淋巴细胞DNA具有明显的损伤作用，彗星细胞百分率和DNA的损伤程度 随染毒时间的延长、累积剂量增大而逐渐加重，且存在较好的剂量-反应关系。 以上结果提示，单细胞凝胶电泳技术可用于检测辐射所致离体细胞DNAssb和 DNAdsb损伤效应，还能用来研究在体细胞的辐射损伤和修复作用，并有望成为新一代 生物剂量计。 3.应用碱性单细胞凝胶电泳技术检测了正常健康人、肿瘤患者、X射线接触者和肿瘤 放疗病人外周血淋巴细胞的DNA单链断裂，探讨其单独作为潜在的人体健康危害早期生 物学指标的可能性。结果表明，X射线探伤工人、恶性肿瘤患者、恶性肿瘤放疗患者的 Ai！lll23＝uyAIAMmMsaAf：1：Mlainn 叶周血；。巴细吧生纳分率及DNA迁梆E离均显著增加。结果提示，单细胞疑胶。匝泳 技人杉八’．拈＊＼八 丁擎成为痔患风 勺的生物学标志、适合于肿瘤易感人群 辐射敏 感人群的D生物u。 4．应用克隆形成3土、中仕单细胞iap电泳技术揽则辐射诱导的人红白恤丙细胞株卜。 人结肠Bbe细胞株u－卜门了、鼠肛灭a蕾细胞株Q的咖台DN A g断裂数及双链惭裂 后的修复与细胞内在放射敏感仕之间的关系。结果表明，三X蜘胞系的 仕依次 为沏）is 1＊＞乙；三种细跪的DNA jlj＄lf巨离都脯贼＃慢的增加鹏大，呈良 好的剂量效应关系，在相同剂量下辐射诱导的D＼A双链的初始断裂数目也依次为 沏＞is1刁。；于中细胞系经lffiyX 4i］W｝！ugl］－并在PBS中培养不同时间后DNA迁移 距离都有较大幅度的下降，grlsffifllglwth次为 C户LSJ习＞Ia，棚同齐慢～诱 导的DNAXli＆jDj．ocux－－的修复能力也依次为Ce＞ts1＊。结果提示，辐射诱导的DNA 双链撕裂及修复与细胞内 良好的相关性，可望用于人体月呐蔑细胞内在放 射敏感胜的U。 5．觑克隆形碱去、碱性单细胞凝胶电泳技木北钡u剧诱导的人红白帧细胞株K刊、 懈肠腺癌细胞株 is1d、鼠胶质瘤细胞株 C。的滩 DNA单镇掰语骏汉及单链断裂 后的修复与细胞内在放射敏感住之间的关系。结果表明，三种细胞系的 仕依次 为la）ts－T－117＞C。；壬中细胞系的0＼A i｝ftl＄lf巨离都随着 懂的增加而增大，呈良 好的剂量效应关系，在相同剂量下辐射诱导的队A单链的初始断裂数目也依次为 ～＞！｝卜117兀；；三种细胞系经lin以射绚照谢并在＊田中培养不同时间后mA迁移 距离 跟的下降，其下降幅度依次为 C＊is厂门7＞ Ia，在相同齐慢…诱 导的DNA一的修复g幼也依次为C6＞LS1＞陆。结果提示，栅龈的DNA 单链断裂及修复与细胞内 盼的相关性，可望用于人体肿瘤细胞内在放 — ———u。 治疗B赡最有效的方法可gbe诱发细胞的凋亡。许多外界因剥呻离辐射、化学 药物、细胞因子等均可触发细胞凋亡，这为B帕的治疗提出了新的策略。为了o运 用放射性脯内删的作用特点，删内照谢袖谢性龌牧诱发Ia翩啪… 射毒理效应的分于机理，从而设想考虑将皎时性核素与单克隆抗体?

【关键词】：内照射 外照射 放射治疗 单细胞凝胶电泳 NDA链断裂与修复 放射敏感性 细胞凋亡
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2001
【分类号】：R730.55
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