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Biophoton signaling in mediation of cell-to-cell communication and radiation-induced bystander effects
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作者 Jian Tong 《Radiation Medicine and Protection》 CSCD 2024年第3期145-160,共16页
This paper presents a comprehensive overview of the historical trajectory and development in biophoton studies over the past 100 years,with a particular focus on the recent progress regarding the pivotal role of bioph... This paper presents a comprehensive overview of the historical trajectory and development in biophoton studies over the past 100 years,with a particular focus on the recent progress regarding the pivotal role of biophoton in mediating radiation-induced bystander effects(RIBE).The exploration of biophoton mystery starts from the initial observation of mitogenetic radiation and continues to develop to the contemporary science of biophotonics.The properties and underlying mechanisms of biophoton emission are described with illustrative examples from diverse biological systems such as plants,animals and humans.The conclusive evidence of cell-to-cell commu-nication facilitated by biophoton signaling is presented,followed by an elaborate interpretation of potential mechanisms through which biophoton mediates RIBE.The engagement of mitochondria and exosomes in this process is extensively clarified,by highlighting their significant roles in biophoton-mediated RIBE.The advances in biophoton research in respect of bystander response to ionizing radiation may offer profound insights into radiobiology and provide for possible future applications as well in radiation medicine and protection. 展开更多
关键词 BIOPHOTON radiation-induced bystander effect Ionizing radiation Cell-to-cell communication MITOCHONDRION EXOSOME
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Radiation Induced Bystander Effect: From in Vitro Studies to Clinical Application 被引量:3
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作者 Maria Widel 《International Journal of Medical Physics, Clinical Engineering and Radiation Oncology》 2016年第1期1-17,共17页
In the past 20 years, the classic paradigm in radiobiology recognizing DNA as the main target for the action of radiation has changed. The new paradigm assumes that both targeted and non-targeted effects of radiation ... In the past 20 years, the classic paradigm in radiobiology recognizing DNA as the main target for the action of radiation has changed. The new paradigm assumes that both targeted and non-targeted effects of radiation determine the final outcome of irradiation. Radiotherapy is one of the main modality treatments of neoplastic diseases with intent to cure, or sometimes to palliate only, thus radiation-induced non-targeted effect, commonly referred to as the radiation-induced bystander effect (RIBE) may have a share in cancer treatment. RIBE is mediated by molecular signaling from radiation targeted cells to their non-irradiated neighbors, and comprises such phenomena as bystander effect, genomic instability, adaptive response and abscopal effect. Whereas first three phenomena may appear both in vitro and in vivo, an abscopal effect is closely related to partial body irradiation and is a systemic effect mediated by immunologic system which synergizes with radiotherapy. From the clinical point of view abscopal effect is particularly interesting due to both its possible valuable contribution to the treatment of metastases, and the potential harmful effects as induction of genetic instability and carcinogenesis. This review summarized the main results of investigations of non-targeted effects coming from in vitro monolayer cultures, 3-dimentional models of tissues, preclinical studies on rodents and clinically observed beneficial abscopal effects with particular emphasis on participation of immunotherapy in the creation of abscopal effects. 展开更多
关键词 radiation-induced bystander effect In Vitro Studies Preclinical Investigation RADIOTHERAPY IMMUNOTHERAPY Beneficial Abscopal effect Carcinogenic Potential Secondary Cancers
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Suicide gene therapy of hepatocellular carcinoma and delivery procedure and route of therapeutic gene in vivo 被引量:2
3
《Hepatobiliary & Pancreatic Diseases International》 SCIE CAS 2002年第3期373-377,共5页
Objective: To study the induction of sensitivity toganciclovir (GCV) or acyclovir (ACV) in humanhepatocellular carcinoma (HCC) cell line trans-ferred by an Epstein-Barr virus (EBV)-based repli-con expression vector ca... Objective: To study the induction of sensitivity toganciclovir (GCV) or acyclovir (ACV) in humanhepatocellular carcinoma (HCC) cell line trans-ferred by an Epstein-Barr virus (EBV)-based repli-con expression vector carrying the herpes simplex vi-rus thymidine kinase (HSV-tk) gene, including kill-ing and "bystander" effect, and also the gene delive-ry procedure and route of gene therapy in vivo forHCC.Methods: Liposome-entrapped plasmid pDR2/tk wastransferred into HCC cells, and then different con-centrations of GCV or ACV were added. The trans-ferred cells were mixed with untransferred HCC cellsin different proportion and 200 μmol/L GCV wasthen added into each well. After 72 hours, all sam-ples were measured by MTT colorimetric assay. AnEBV-based plasmid eukarotic expression vector car-rying IL-2 cDNA was used. Three models of gene di-rect injection in the local liver, injection through theportal vein, and injection through the embolized he-patic artery were established in closed Wister rats.For each model, two subgroups, injected either na-ked plasmid DNA or lipofectin-plasmid complex wereincluded. The expression of the IL-2 gene was regu-larly examined immunohistochemically.Results: GCV or ACV could apparently kill thetransferred HCC cells at a concentration of 0. 2μmol/L. The inhibition rate was changed with dif-ferent drug concentrations. The "bystander" effectwas obviously induced at a transferred to untrans-ferred HCC cells ratio of 1:5. IL-2 gene expressionwas observed in liver cells of all animals on day 3,which reached peak within 3-7 days, and declined af-ter day 7. Injection of naked plasmid DNA throughthe hepatic artery plus embolization obtained a bestexpression.Conclusions: EBV-based vector is suitable for carry-ing suicide gene therapy for hepatocellular carcino-ma. Gene direct delivery in vivo combined with in-terventional surgery can be used to treat hepatocellu-lar carcinoma. 展开更多
关键词 HEPATOCELLULAR carcinoma GENE therapy GENE transfer in vivo TK GENE bystander effect EPSTEIN-BARR virus
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电离辐射诱发体内旁效应的初步研究 被引量:2
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作者 陈凤 涂彧 《辐射研究与辐射工艺学报》 CAS CSCD 2010年第6期373-376,共4页
探讨孕鼠受γ射线照射对旁效应器官胎鼠脑组织神经发育的影响。将怀孕的昆明小鼠随机分为7组:空白对照组、0.5 Gy全身照射组、0.5 Gy头部照射组、1.0 Gy全身照射组、1.0 Gy头部照射组、2.0 Gy全身照射组及2.0 Gy头部照射组。照射组用60C... 探讨孕鼠受γ射线照射对旁效应器官胎鼠脑组织神经发育的影响。将怀孕的昆明小鼠随机分为7组:空白对照组、0.5 Gy全身照射组、0.5 Gy头部照射组、1.0 Gy全身照射组、1.0 Gy头部照射组、2.0 Gy全身照射组及2.0 Gy头部照射组。照射组用60Co治疗机对实验小鼠于孕9 d单次急性垂直照射,于孕18 d取胎鼠脑组织,用酶联免疫吸附法(Enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)测定胎脑组织中乙酰胆碱酯酶(Acetylcholinesterase,AchE)及乙酰胆碱(Acetylcholine,Ach)的含量。结果显示,与空白对照组比较,0.5 Gy和1.0 Gy头部照射组胎脑Ach含量显著性降低(p<0.05);2.0 Gy头部照射组胎脑AchE及Ach含量均显著性降低(p<0.05);0.5 Gy全身照射组胎脑AchE含量明显升高(p<0.05);2.0 Gy全身照射组胎脑AchE及Ach含量均显著性降低(p<0.05)。孕鼠急性头部受照,电离辐射能够诱发体内旁效应,其胎脑效应类似孕鼠急性全身照射后胎脑效应。 展开更多
关键词 电离辐射 胎脑 ACHE ACH 体内旁效应
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辐射旁效应及其机制研究进展 被引量:6
5
作者 张朝宁 李金田 刘永琦 《辐射防护通讯》 2015年第3期19-24,共6页
辐射旁效应是未受辐射的细胞表现出与受辐射的细胞相同或相似的生物学反应的现象。本文简要介绍了生物体外、体内辐射旁效应的研究现状,简述辐射旁效应中有关时间-效应方面的研究,以及辐射旁效应产生机制的研究进展。
关键词 辐射旁效应 体内研究 体外研究 细胞间隙连接通讯 细胞介质
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活体旁效应的研究进展及单束定点辐照线虫的方法学研究
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作者 孙洁 郭肖颖 吴李君 《安徽大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2011年第2期8-15,共8页
辐射旁效应的发现对传统的以线性外推方式建立起来的辐射防护学提出了挑战,其研究已成为辐射生物学领域的热点.十几年来,通过离体细胞的体外实验,旁效应的现象及其机制已逐渐被人们所了解。近年来,随着单粒子微束装置的发展,人们的研究... 辐射旁效应的发现对传统的以线性外推方式建立起来的辐射防护学提出了挑战,其研究已成为辐射生物学领域的热点.十几年来,通过离体细胞的体外实验,旁效应的现象及其机制已逐渐被人们所了解。近年来,随着单粒子微束装置的发展,人们的研究重点逐渐从细胞水平转向更为复杂的组织水平和个体水平.文中对国内外有关辐射旁效应的活体研究进行了综述,并且建立了一个实验体系来研究线虫个体水平上的辐射长程传导效应. 展开更多
关键词 辐射旁效应 活体 线虫 单束
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辐射诱发体内旁效应特征的研究进展 被引量:1
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作者 梁书剑 张萌 +2 位作者 李文建 荆西刚 孙野青 《原子核物理评论》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期230-235,共6页
大量的细胞生物学研究显示,辐射诱发旁效应的传输信号包括活性氧自由基(ROS)、一氧化氮自由基(NO)以及一些细胞因子。近年来,越来越多的文献报道关于体内旁效应特征的研究,并已经证实在生物体内辐射诱导的旁效应不仅能发生在相邻组织,... 大量的细胞生物学研究显示,辐射诱发旁效应的传输信号包括活性氧自由基(ROS)、一氧化氮自由基(NO)以及一些细胞因子。近年来,越来越多的文献报道关于体内旁效应特征的研究,并已经证实在生物体内辐射诱导的旁效应不仅能发生在相邻组织,还可发生在远源器官。这些体内旁效应包括DNA损伤、表观遗传学改变、miRNA及基因表达改变、细胞增殖和凋亡等。为了总结和分析辐射诱发体内旁效应的特征,本文综述了辐射诱发体内旁效应的特点,包括其与性别、传播途径、辐射品质的关系以及相关机制的研究。 展开更多
关键词 辐射 旁效应 体内研究 表观遗传学
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电离辐射诱发胎鼠的形态及胎脑组织甲基化结合蛋白MeCP2改变 被引量:2
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作者 陈凤 张凤翔 涂彧 《中国辐射卫生》 2012年第1期13-15,共3页
目的探讨电离辐射诱发体内旁效应损伤表现及可能机制。方法将孕9d昆明小鼠随机分为7组:空白对照组、0.5Gy全身照射组、0.5Gy头部照射组、1.0Gy全身照射组、1.0Gy头部照射组、2.0Gy全身照射组及2.0Gy头部照射组,照射组用60Co治疗机对实... 目的探讨电离辐射诱发体内旁效应损伤表现及可能机制。方法将孕9d昆明小鼠随机分为7组:空白对照组、0.5Gy全身照射组、0.5Gy头部照射组、1.0Gy全身照射组、1.0Gy头部照射组、2.0Gy全身照射组及2.0Gy头部照射组,照射组用60Co治疗机对实验小鼠于孕9d时进行单次急性垂直照射,于孕18d取胎鼠,观察胎鼠状态,记录胎鼠个数、大小,有无死胎、畸胎及流产等,取活胎快速断脑取脑组织。用western-blot方法检测胎鼠脑组织中MeCP2蛋白含量变化。结果与空白对照组比较,电离辐射照射孕鼠后,随着剂量的增加,胎鼠死胎率、畸胎率、流产率呈上升趋势;除0.5Gy全身照射组外,其余各剂量组MeCP2表达量明显降低,组间无明显差异。结论电离辐射作用于孕鼠后,能够诱发胎脑旁效应,无论是直接照射腹部还是作用头部,在一定剂量范围内,随着剂量的增加可能导致确定性效应和随机性效应增加,如死胎、畸胎、发育障碍发生率增加。 展开更多
关键词 电离辐射 胎脑 MECP2 体内旁效应
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电离辐射对小鼠胎脑NO含量及SOD活力的影响
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作者 陈凤 涂彧 《苏州大学学报(医学版)》 CAS 北大核心 2011年第1期55-57,61,共4页
目的探讨孕鼠受γ射线照射后对旁效应器官胎鼠脑组织中NO含量和SOD活力的影响。方法将孕9 d昆明小鼠随机分为7组:空白对照组、0.5 Gy全身照射组、0.5 Gy头部照射组、1.0 Gy全身照射组、1.0 Gy头部照射组、2.0 Gy全身照射组及2.0 Gy头部... 目的探讨孕鼠受γ射线照射后对旁效应器官胎鼠脑组织中NO含量和SOD活力的影响。方法将孕9 d昆明小鼠随机分为7组:空白对照组、0.5 Gy全身照射组、0.5 Gy头部照射组、1.0 Gy全身照射组、1.0 Gy头部照射组、2.0 Gy全身照射组及2.0 Gy头部照射组,照射组用^(60)Co治疗机对小鼠于孕9 d单次急性γ射线垂直照射,于孕18 d取胎鼠脑组织匀浆,测定其NO含量和SOD活性。结果与空白对照组相比,2.0 Gy头部照射组胎脑组织匀浆中NO含量明显增加(P<0.05),SOD活力显著下降(P<0.05);同时1.0 Gy头部照射组较1.0 Gy全身照射组SOD活力高(P<0.05);1.0 Gy头部照射组较1.0 Gy全身照射组NO含量低(P<0.05);而2.0 Gy头部照射组较2.0 Gy全身照射组NO含量明显增加(P<0.05);1.0 Gy全身照射组、2.0 Gy全身照射组NO含量均明显增加(均P<0.05),SOD活力均显著下降(均P<0.05)。结论孕鼠早期头部受到电离辐射后,诱发体内旁效应,NO自由基增加,SOD活力下降,导致脑组织神经发育损伤,其效应与全身受照时胎脑出现的损伤效应类似。 展开更多
关键词 电离辐射 胎脑 超氧化物歧化酶 一氧化氮 体内旁效应
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植物个体远程辐射信号早期传递过程的研究体系创建 被引量:1
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作者 王婷 李方华 +3 位作者 徐淑艳 卞坡 吴跃进 吴李君 《原子核物理评论》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期488-492,共5页
自2005年以来,活体中的远程辐射旁效应逐渐成为辐射生物学的研究热点,然而其早期信号传递过程的相关研究却鲜见报道,主要原因是由于早期信号传递过程研究所需的旁区与辐射区的自由分离与组合在动物模型上无法实现。本研究是基于植物个... 自2005年以来,活体中的远程辐射旁效应逐渐成为辐射生物学的研究热点,然而其早期信号传递过程的相关研究却鲜见报道,主要原因是由于早期信号传递过程研究所需的旁区与辐射区的自由分离与组合在动物模型上无法实现。本研究是基于植物个体可以切割和嫁接的特性,借鉴离体细胞培养基转移方法研究旁效应早期过程的思想,在植物个体上实现旁区与辐照区的"分离"与"组合",构建了一种研究个体远程辐射信号早期传递过程的植物实验体系。具体是以模式植物拟南芥菜转基因系(AtRAD54promoter∶∶GUS)为材料,同源重组修复相关基因AtRAD54表达水平为生物学检测终点,人为地将辐照区的组织(或器官)与旁区部分"分离"或"嫁接",通过测定旁区组织(或器官)的AtRAD54基因表达水平变化,研究其辐射信号传递的早期过程。该研究体系的创建为活体旁效应早期过程的研究提供了一种可行的研究方法。 展开更多
关键词 辐射诱导的活体旁效应 信号传递 α辐射 拟南芥菜 AtRAD54基因
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