载人航天飞行空间辐射研究进展

空间辐射是载人航天长期飞行及深空探测面临的最重要的环境因素之一。本文系统介绍了近地轨道飞行及载人登月、深空探测任务中空间辐射的时空分布特征,对当前空间辐射生物效应的研究热点(致癌、中枢神经系统影响、退行性变、辐射综合症)、空间辐射剂量测量、风险评估及防护技术的研究现状及进展进行综述,并提出了后续发展方向建议。

甲基化芯片检测电离辐射诱导人外周血淋巴细胞DNA甲基化水平的变化

目的:筛选正常人细胞基因组中电离辐射后甲基化水平发生变化的基因,为在其中寻找新型辐射损伤标志物奠定研究基础。方法:60Coγ射线照射人外周血全血,照射剂量为0、0.5和2.0 Gy。利用Illumina 450K芯片检测外周血淋巴细胞基因组DNA甲基化水平的变化,筛选甲基化水平差异的基因,利用GO功能富集分析基因的分子功能和参与的生物学途径。结果:0.5和2.0 Gyγ射线照射下人外周血淋巴细胞基因组DNA甲基化水平显著上调的基因有1311个,显著下调的基因286个。GO功能富集分析表明,按富集度大小排列,差异基因在生物途径水平上排在首位的是“细胞过程”(富集度=5.86),在细胞定位水平上排在首位的是“细胞”(富集度=7.48),在分子功能水平上排在首位的是“结合”(富集度=5.27)。进一步细分后得到差异基因显著富集在与转录调控及转录因子活性相关的功能上,与以往的研究结果认为DNA甲基化参与转录调控和基因表达相一致;甲基化水平差异基因还显著富集在核苷连接(GO:0001882)上,并在其中寻找到与DNA修复相关的基因RAD50、RAD54L和INIP,以及与维持染色体结构稳定相关的基因HIST1H4K、SMC1B。结论:正常人外周血淋巴细胞基因甲基化水平受电离辐射影响,可进一步研究将这些与DNA修复、维持染色体结构稳定相关的基因甲基化水平作为辐射损伤标志物的可行性。

X射线对人外周血ISG20L1基因表达的影响

目的研究X射线诱导的人外周血ISG20L1基因表达变化,探究ISG20L1基因作为早期辐射生物标志物的可行性。方法以健康人群外周血作为研究对象,分别用0、0.5、1.0、2.0、4.0和8.0 Gy X射线照射EDTA抗凝外周血后培养0、4、8、24和48 h后,用RT-PCR技术检测基因转录水平,分析X射线照射外周血后的ISG20L1基因转录水平与辐射剂量之间的量效关系及时效关系;分析14名健康献血者的本底表达水平,分析基因表达的本底差异性。结果不同剂量照射组与对照组(0 Gy组)的基因表达水平在照射后0 h比较无显著性差异,而对照组样本随着培养时间的延长先下降随后上升,在去除ISG2L1基因的代谢动力学的影响后发现不同剂量点ISG20L1基因转录水平随着照后时间延长表达上调,各个照射剂量点的时间响应良好。分析不同时间点的剂量响应的时候发现,在照后4 h ISG20L1基因随着照射剂量的增加转录水平有所增加,但未能呈现良好剂量效应关系,照射后8 h、12 h和48 h在剂量范围为0~4 Gy时呈现出了良好的剂量效应关系,R2分别为0.9789,0.9083,0.9600,但当照射剂量增大为8 Gy时,ISG20L1基因转录水平反而下降。结论ISG20L1基因在0~4 Gy照射剂量范围内在照射后8 h以后呈现良好的量效关系,具有作为辐射生物标志物的潜力。