^(12)C^(6+)重离子束照射治疗复发性软组织肉瘤临床疗效探讨

目的:应用我国自主研发的重离子加速器产生的12C6+重离子束治疗复发性软组织肉瘤,评价其高线性能量传递(LET)及低LET在临床应用中的优劣.方法:3例经病理证实为软组织肉瘤自愿接受重离子束照射的患者,其中2例病变位于腹部,1例在背部.所有患者均为手术复发2次以上,最多达6次,并经手术行常规放疗失败.应用80～100 mev/u重离子束对3例患者分别给予总剂量72～120 GyE/6-12 f照射,生物效应剂量(RBE)=3.结果:2例患者3 mo后病变完全消失,达临床治愈;1例缩小75%,达临床部分缓解,总有效率为100%.治疗中及治疗后照射野皮肤无破溃等放射性损伤.结论:12C6+重离子束具有治疗精度高,疗程短,对肿瘤周围正常组织损伤小等特点.特别在射线抗拒的难治性肿瘤中可达到常规放疗难以实现的疗效,具有很好的临床应用前景.

^(12)C^(6+)重离子辐射对长富2号苹果表型与果实品质的影响

为创制优质抗逆苹果种质资源,本研究以长富2号休眠芽为试验材料,采用剂量为50 Gy的^(12)C^(6+)离子束对其进行辐照处理,后将休眠芽嫁接于G935砧木上。结果后,对^(12)C^(6+)辐射长富2号与对照植株分别进行植物学性状观察及果实品质指标的测定与分析。通过植株表型观察得到4株表型变异的植株分别为5-14-4、7-9-3、7-13-2和7-13-4,表型差异表现在果实果型变异,果实突变变小,果皮着色变异和叶色变异。果实品质指标测定结果表明,果肉硬度、果皮花青苷、果实糖酸含量等均发生不同程度的改变。

CpG-ODN对^(12)C^(6+)离子照射所致胸腺损伤的防治作用

为了探讨CpG-ODN对^(12)C^(6+)离子照射所致胸腺损伤的防治作用,C57BL/6L小鼠受到5 Gy^(12)C^(6+)离子全身照射后观测其30 d存活率,计算照射后1 d和3 d胸腺指数。使用苏木精-伊红染色法评估胸腺组织病理学变化;末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP缺口末端标记法检测胸腺细胞凋亡;免疫组化法检测γ-H2AX以判断DNA双链断裂水平;免疫荧光法检测外周血中CD3+T细胞数量。实验结果显示,^(12)C^(6+)离子照射后使用CpG-ODN处理小鼠存活率提高50%,胸腺组织损伤减轻,发生凋亡和出现DNA双链断裂的细胞数量减少,外周血中CD3^(+)T细胞数量增加。这些表明CpG-ODN能够减轻^(12)C^(6+)离子照射所致的胸腺损伤,其原因可能与抑制胸腺细胞凋亡和减少细胞内DNA双链断裂有关。

^12C^6＋重离子辐照油菜诱变效应研究

用30Gy、90Gy和180Gy 12C6+重离子辐照油菜干种子,研究其对油菜M1代的诱变效应。结果表明不同剂量12C6+重离子辐照使油菜的出苗率、株高和开花率有不同程度的提高,并使开花期提早;30Gy辐照使单株角果数和单株产量有了一定程度的提高;三种辐照剂量都造成了花粉生活力、千粒重和含油量的降低。RAPD扩增结果表明,42个随机引物中有13个引物扩增出差异条带,30Gy、90Gy和180Gy引起的RAPD变异率分别为22.1%、23.7%和36.2%。研究表明,12C6+重离子辐射能有效地引起油菜DNA序列发生改变,从而诱导基因变异,为油菜育种提供丰富的种质材料。

^12C^6＋离子辐照对4种农作物种子出苗率及幼苗生长的研究

以能量为80MeV/u的12C6+离子为诱变源辐照油菜、胡麻、大葱和兵豆的干种子后,研究了不同剂量处理对4种农作物M1和M2代种子出苗率及幼苗生长的影响。实验结果表明:重离子所导致的M1代生物学效应因不同的物种而表现出一定的差异,适当剂量C离子辐照促进了油菜和胡麻M1代出苗率和幼苗的生长;而不同剂量的C离子辐照抑制了大葱的出苗率和幼苗的生长;兵豆3个剂量下的出苗率和对照相差很小,但90Gy辐照有利于其生长。到了M2代,4种作物辐照组的发芽率都低于各自的对照组;30Gy剂量下的油菜、胡麻和兵豆长势最好;大葱依然是对照的长势最好。

^12C^6＋重离子辐照大葱的细胞学和RAPD分析

用309、0和180Gy12C6+重离子辐照处理大葱干种子,研究其对大葱根尖的细胞学效应,并采用随机扩增多态性DNA(RAPD)技术初步分析了其变异类型。不同剂量12C6+的重离子照射能有效诱导大葱根尖细胞微核和染色体畸变。随着辐照剂量的增加,幼苗根尖细胞微核形成几率明显增大,微核率、多微核率和染色体总畸变率呈线性上升。但除去微核以外的染色体畸变率则呈U型变化。RAPD结果表明,大葱不同处理之间的DNA存在明显差异,所用35种引物中有28种出现了特异性条带,既有新增条带,又有缺失条带,还有迁移率的差异。30、90和180Gy剂量辐照引起的RAPD变异率分别为29.91%、41.05%和22.14%。结果发现高微核率和染色体变异过大会导致高致死效应,使得染色体总畸变率高的处理组在当代生长苗的DNA变异率变小。

^(12)C^(6+)重离子辐照胡麻种子初步研究

本文研究了6×108cm-2、1.8×109cm-2和3.6×109cm-2的12C6+重离子束辐照对胡麻种子M1代生物学性状和DNA分子多态性等方面的影响。6×108cm-2辐照处理可引起胡麻发芽率提高,促进植株株高,增强花粉活力。同时辐照处理使胡麻种子千粒重和含油量有不同程度提高,辐射剂量越高,两者数值越大,3.6×109cm-2辐射剂量的胡麻种子千粒重和含油量与对照组的相比分别高出了16.5%和19.9%,此外在此剂量处发现了花粉发生了形态变化。辐照处理对胡麻DNA分子也产生了影响,筛选出的14个随机引物可以扩增出清晰、稳定、重复性好的DNA片段,有52个是多态性DNA片段,比率为52.5%。

^(12)C^(6+)重离子辐照大葱的生物学效应

用30Gy、90Gy和180Gy 12C6+重离子辐照处理大葱干种子,研究了它对大葱的生物学效应。经过不同剂量12C6+重离子照射过的大葱,幼苗发芽率、株高等表型随着辐照剂量的增大,呈现明显的"抛物线"趋势。适量的12C6+重离子照射(30Gy)能提高大葱发芽率和抗旱、抗倒伏能力,促进生长发育。重离子辐照能有效地诱导大葱根尖细胞微核和染色体畸变形成,180Gy处理的大葱微核率和染色体畸变率最高达到9.09%和10.03%。本实验为大葱的重离子辐照育种打下基础。

低剂量^(12)C^(6+)离子辐照对小鼠胸腺、脾脏细胞周期及DNA损伤的影响

研究低剂量12C6+离子全身辐照对小鼠胸腺、脾脏细胞周期进程及DNA损伤的影响。以0、10、50、75、100和250mGy12C6+离子全身辐照小鼠,照射后6h处死小鼠,用流式细胞仪检测受辐照小鼠胸腺、脾脏细胞在各细胞周期的百分率,用彗星电泳技术检测受辐照小鼠胸腺脾脏细胞的拖尾率和拖尾长度。所有照射组G0/G1期胸腺细胞百分率明显低于对照组,(p<0.05),10～100mGy照射组S期胸腺细胞百分率显著高于对照组(p<0.01),所有照射组(G2/M)期胸腺细胞百分率明显高于对照组(p<0.05);所有照射组G0/G1期脾细胞百分率明显高于对照组(p<0.01),S期脾细胞百分率显著低于对照组(p<0.05)。彗星电泳结果显示低剂量12C6+离子辐照以剂量依赖的方式引起小鼠胸腺脾脏细胞DNA迁移长度及拖尾率的增加。低剂量的碳离子辐射可促进小鼠胸腺细胞DNA合成,对小鼠脾脏细胞产生抑制作用,使其发生G1期阻滞;同时对胸腺及脾脏细胞造成具有明显剂量效应关系的DNA损伤。

硫代葡萄糖苷对^(12)C^(6+)离子束辐射损伤小鼠的保护作用研究

为研究硫代葡萄糖苷(Glucosinolate,简称硫苷)对辐射损伤小鼠的保护作用,预先给小鼠口服不同剂量的硫苷粗提物,两周后给予2Gy^(12)C^(6+)离子束全身均匀辐照。辐照后8h内用流式细胞仪检测受辐照小鼠脑、肝、肺细胞在各细胞周期的百分率,用彗星电泳技术检测受辐射小鼠脑、肝、肺细胞的拖尾率和拖尾长度。与单纯辐照未给药组相比,口服较低剂量的硫苷粗提物,可以使^(12)C^(6+)离子束全身辐照后小鼠的脑、肝、肺细胞中G_0/G_1期细胞百分比显著降低(p<0.05),G_2/M期和S期的细胞百分比明显上升(p<0.05),受辐照损伤细胞的拖尾率和拖尾长度也显著降低(p<0.05),而在中、高剂量组间差异都不显著,无统计学意义。研究表明,较低剂量的硫苷能够降低^(12)C^(6+)离子束辐照时对小鼠脑、肝、肺细胞的损伤,说明硫苷对小鼠辐射损伤具有一定的保护作用。

^12C^6＋照射对小鼠睾丸组织脂质过氧化、SOD活性及细胞周期的影响

为评估重离子照射的生殖毒性,探讨其损伤的可能机制,用0、0.5、1、2或3Gy剂量12C6+离子对性成熟昆明雄鼠下腹部进行局部照射,6h后处死小鼠,取睾丸组织,用流式细胞术检测睾丸细胞凋亡率和细胞周期,用化学试剂盒检测组织中超氧化物岐化酶(SOD)的活性以及脂质过氧化产物丙二醛(MDA)水平。结果表明,与对照组(0Gy)相比,低剂量照射(0.5Gy)组中睾丸组织SOD活性增加(P>0.05),但SOD活力随剂量增加而下降,在2Gy和3Gy照射组中呈显著抑制作用(P<0.05);睾丸组织中MDA含量随剂量增加,2Gy和3Gy照射组呈显著性差异(P<0.05)。流式细胞术检测结果显示,1～3Gy12C6+照射可导致睾丸组织中单倍体、二倍体及四倍体细胞数量显著减少(p<0.01),凋亡率明显增加(p<0.01)以及G2/M期阻滞(p<0.01)。提示12C6+照射可能通过自由基损伤途径,诱发细胞凋亡和细胞周期异常,从而造成睾丸组织损伤,生殖能力下降。本实验结果为抗氧化剂和自由基清除剂用于临床重离子治疗中对性腺的防护提供了理论依据。

黄芪汤对重离子辐射(12C^6+)所致大鼠放射性脑损伤的保护作用

探讨黄芪汤对受12C^6+离子束照射后大鼠大脑中Bax、Bcl-2与Caspase-3表达的影响。无特定病原体(Specific pathogen free,SPF)级Wistar大鼠50只随机分为正常对照组,单纯辐照模型组,黄芪汤高、中、低剂量组,每组各10只。常规饲养7 d后,黄芪汤高、中、低剂量组用黄芪汤(剂量分别为18 g/(kg·d)、9 g/(kg·d)、4.5 g/(kg·d))灌胃2周,正常对照组和单纯辐照模型组用等量生理盐水灌胃。从第7天起除正常对照组外,其余各组大鼠脑组织给予4 Gy 12C^6+离子束单次照射,辐照后第7天称量各组大鼠的体重,10%水合氯醛(3 mL/kg)麻醉各组大鼠后股动脉采血处死大鼠。计算各组大鼠的脑系数,HE染色法及TUNEL染色法观察脑组织病理学形态改变,并计算神经细胞凋亡率,实时荧光定量PCR法测定各组大鼠脑组织Bcl-2、Bax和Caspase-3的基因表达,Western-Blot法检测各组大鼠脑组织Bcl-2、Bax和Caspase-3的蛋白表达。单纯辐射模型组体重和脑系数均降低,脑组织存在大量凋亡细胞,脑组织Bcl-2的基因表达和蛋白表达均降低,Bax和Caspase-3的基因表达和蛋白表达均升高(p<0.01)。黄芪汤中、高剂量组脑系数升高,黄芪汤高剂量组体重、脑组织Bcl-2的基因表达和蛋白表达均升高(p<0.05或p<0.01);而黄芪汤中、高剂量组脑组织细胞凋亡率明显降低,Caspase-3的基因表达和蛋白表达均显著降低,高剂量组Bax的基因表达和蛋白表达均显著降低(p<0.01)。病理组织学检查发现单纯辐射模型组大鼠脑组织稀疏,细胞数量明显减少且间隙增大;黄芪汤高剂量组脑组织稀疏,脑细胞数量减少及间隙增宽等情况较单纯辐射组明显好转,但未完全恢复正常。黄芪汤对12C^6+离子束辐射所致的Wistar大鼠脑损伤具有较好的保护作用,其抗辐射作用可能主要是通过抑制大鼠脑组织Bax、Caspase-3的表达和促进其脑组织Bcl-2的表达来实现的。

12C^6+离子束诱变选育温度耐受螺旋藻高产藻株及其培养条件的优化

以极大螺旋藻(Spirulina maxima)为实验材料,利用不同剂量的12C^6+离子束对其进行辐照诱变,采用平板分离和温度选育初筛变异藻株,通过生物量和遗传稳定性复筛温度耐受高产突变株,并优化其培养条件。结果表明,在吸收剂量为600 Gy和800 Gy时对藻株的诱变效果显著,致死率为71.84%和78.47%,筛选出的2株温度耐受突变株,分别是经600 Gy辐照后20℃培养和经800 Gy辐照后35℃培养条件下的螺旋藻突变株Sm04#和Sm21#。经过10次传代培养,生物量分别达到0.54 g/L和0.91 g/L,较对照组提高了11.49%和12.64%,且遗传稳定性良好。培养条件的优化实验表明,Sm04#和Sm21#的最适pH均为9.0,最适光强分别为70μmol/(m2·s)和80μmol/(m2·s),最适光暗周期依次为12∶12 h和14∶10 h。进一步对2株突变株在室内扩大培养,蛋白质和多糖含量均高于对照组。研究结果为12C^6+离子束辐照诱变螺旋藻藻株的开发和应用提供理论依据。

重离子^(12)C^(6+)治疗小鼠移植性肿瘤S_(180)的试验研究

从实验肿瘤学、肿瘤病理学等角度对碳离子治疗小鼠移植性肿瘤 S180 进行了研究 ,结果表明 ,在有氧和急性缺氧情况下碳离子可有效治疗小鼠移植性肿瘤 ,碳粒子照射后主要引起肿瘤组织的坏死变化。

不同剂量12C^6+离子束辐照对苦瓜种子发芽和生物学性状的影响

[目的]探讨不同剂量12C^6+离子束辐照对苦瓜种子的影响,选出优良的变异单株。[方法]利用重离子加速器采用辐照能量为100 MeV/u的碳离子对1500粒纯系苦瓜种子进行贯穿性辐照,种子分5份,分别是100、200、300、400和500粒,辐照剂量分别为100、200、300、400和500 Gy,剂量率30 Gy/min,辐照时间5.6 h。将辐照过的苦瓜种子进行田间比较试验,按广东省农业技术推广总站规定的《广东省农作物品种试验办法》进行。[结果]随着辐照剂量的增大,苦瓜的出苗率和成苗率明显下降,对形态特征、产量及田间抗性也有很大影响。[结论]不同剂量12C^6+离子束辐照对苦瓜种子有明显的损伤效应,随着辐照剂量的增大对苦瓜种子造成的损伤越大。

12C^(6+)离子束辐照对茶树精油质量及其杀灭口蹄疫病毒效果的影响

本研究旨在探索12C6^(+)离子辐照茶树精油后,茶树精油活性成份的变化及其对口蹄疫病毒(foot-and-mouth disease virus,FMDV)的杀灭效果。采用50、100、150、200 Gy的12C6^(+)离子束辐照茶树精油后,利用气相色谱-质谱联用仪(gas chromatography-mass spectrometer,GC-MS)法和红外色谱法分析辐照前后茶树精油主要成分变化及其质量沉积效应;检测茶树精油中松油烯-4-醇、1,8-桉叶素含量变化;将辐照前后茶树精油原液以及1∶2、1∶4辐照后稀释的精油注射50日龄成年鼠检测其临床用药的安全性;将稀释成1∶2、1∶4、1∶6、1∶8的辐照后茶树精油分别与等量的1∶500的O-FMDV强毒充分混匀,皮下注射4~5日龄乳鼠,连续观察7 d,观察小鼠有无FMDV感染症状。试验结果表明,以100 Gy的12C6^(+)离子束辐照茶树精油后,松油烯-4-醇含量由37.90%升高到39.03%,1,8-桉叶素含量无明显变化,羟基化合物含量明显增高;辐照前后茶树精油原液以及稀释后精油注射未见不良反应,辐照后茶树精油临床用药安全;乳鼠感染混有不同浓度的O-FMDV后,1∶2、1∶4稀释倍数的茶树精油组感染O-FMDV的乳鼠未出现死亡,注射部位未见炎症、坏死等,阳性对照组全部死亡。结果表明,12C6^(+)离子束辐照茶树精油最佳剂量为100 Gy,在乳鼠体内抗O-FMDV效果的最大稀释度为1∶4,12C6^(+)离子束辐照可以提高茶树精油对FMDV的杀灭效果。

奶牛源鼠李糖乳杆菌的^(12)C^(6+)重离子束诱变选育

本研究利用中科院重离子加速器释放的^(12)C^(6+)重离子束作为辐射诱变源,以酸斑值(H^(12)C^(6+))和抑菌圈值为指标,对鼠李糖乳杆菌JF12-1进行功能性诱变。通过致死率和正负突变率确定诱变的最佳辐照剂量;对最佳辐照剂量下的突变菌株利用酸斑法进行初筛,抑菌圈法复筛,而后通过连续传代之后检测乳酸含量变化来测定遗传稳定性,并对遗传稳定菌株进行16S rDNA测序,定位其突变位点。结果显示辐照剂量为300 Gy时,致死率为79.86%,正突变率为30.33%,负突变率为5.38%,确定为最佳诱变剂量;酸斑法初筛最佳诱变剂量下的突变菌株,得到20株H^(12)C^(6+)值较原始野生菌株提高25%以上的突变株;抑菌法复筛得到8株体外抑菌性较原始野生菌株提高15%以上的菌株;遗传稳定性测定发现这8株突变乳酸菌株产乳酸稳定性良好;16S rDNA测序发现原始野生型菌株JF12-1的可能突变位点不在16S rRNA基因上,促使其产酸和抑菌性能增强的突变位点可能发生在其他基因区段。利用^(12)C^(6+)重离子束成功诱变选育出了高产乳酸及体外抑菌性优良的功能性鼠李糖乳杆菌稳定株,为下一步深入开发该菌株提供了较好的理论基础和应用依据。

^(12)C^(6+)离子束放射治疗脑胶质瘤的有效性

目的探究不同剂量^(12)C^(6+)离子束辐照大鼠C6脑胶质瘤的肿瘤局部控制效果,为^(12)C^(6+)离子束治疗脑胶质瘤提供试验依据。方法建立42只雄性SD大鼠C6脑胶质瘤模型,辐照前随机选取3只荷瘤鼠作为对照,其余随机分为0 Gy组(n=15)、1.0 Gy组(n=12)及2.0 Gy组(n=12),每组前期预试验随机选取6只进行生存分析。不同剂量^(12)C^(6+)离子束辐照前及辐照后第7、14天进行CT能谱成像增强扫描,每组于辐照后各时间点随机选取3只荷瘤鼠心脏灌流采集脑组织苏木精-伊红染色和Ki-67、CD34免疫组织化学染色。结果0 Gy组与2.0 Gy组荷瘤鼠生存期差异有显著统计学意义(P<0.05)。2.0 Gy组辐照第7、14天肿瘤实体65 keV单能量CT值、碘浓度逐渐降低,1.0 Gy组辐照第14天明显降低,且均与0 Gy组差异有显著统计学意义(P<0.05)。2.0 Gy组辐照第7、14天肿瘤实体Ki-67增殖指数及CD34阳性细胞表达量逐渐降低,1.0 Gy组辐照第14天显著降低,且各组Ki-67增殖指数及CD34阳性细胞表达量与65 keV单能量CT值、碘浓度具有良好的相关性(r>0.7,P<0.05)。结论^(12)C^(6+)离子束辐照大鼠C6脑胶质瘤能够明显抑制肿瘤生长和侵袭。

^(12)C^(6+)重离子突变藻株混合处理黑臭水性能研究

微藻混合培养可以在高效去除水质污染物的同时,积累更多生物量及油脂,促进微藻生物质资源化利用。然而存在菌种间相互竞争导致处理效果不佳的问题,故找出微藻藻种间最佳协同组合至关重要。该文通过将一株可在黑臭水中快速生长的原壳藻Auxenochlorella protothecoides,分别与污水处理中常用的普通小球藻Chlorella vulgaris、蛋白核小球藻Chlorella pyrenoidosa和斜生栅藻Scenedesmus bliquus进行不同比例混合培养,结果显示4种微藻1∶1∶1∶1混合培养为最佳组合。为进一步提升水中污染物去除效率,促进资源化利用水平,将经C重离子辐照诱变后的4种藻株按相同比例混合培养进行性能强化,结果表明:相比初始藻株组合,^(12)C^(6+)重离子突变藻株组合COD、NH_(4)^(+)-N及TP最大去除率分别提高了12.12%、11.01%及22.12%,其最大比生长速率和油脂增长率分别提高了63.03%和79.71%。

^(12)C^(6+)注入小麦种子胚乳引起M_1代的变化

通过控制单核能大小 ,将 1 2 C离子注入小麦种子胚乳 ,结果引起 M1 代植株的较大变化。这些变化包括 :生物学性状的变异 ;根尖细胞染色体畸变率和微核率的显著提高 ;POD酶活性显著提高和 CAT酶活性、MDA含量和蛋白质含量的较大程度的下降等。