重离子的辐射生物效应及其在生命科学中的应用

重离子是指重于元素周期表中2号元素氦并被电离的粒子。高能重离子因在其穿透物质的径迹上产生很强的局部电离,与传统的光子辐射(如X、γ射线)相比,会诱导更严重的辐射损伤生物效应。目前的机理研究显示,重离子辐射造成细胞DNA局部一到两个螺旋内出现多类型、多数量的损伤,即DNA团簇损伤。这种复杂的损伤影响DNA修复酶与DNA片段结合,进而影响修复,导致细胞死亡或产生不正确修复(即突变)。重离子辐射易引起突变的特征在植物与微生物诱变育种方面得到青睐。此外,重离子的细胞杀伤作用大,而且重离子具有倒转的剂量分布优势,将其用于癌症治疗,可使深部区域肿瘤细胞因高剂量辐射而被有效杀灭,而对周围组织因低剂量分布、相对危害较小,能实现精确靶向治疗,这被认为是最有前景的肿瘤放疗技术。对由重离子造成的DNA团簇损伤及其修复机制,以及两个重要修复途径的研究进展,进行了总结与深入分析。此外,我们还对重离子在辐射诱变育种和肿瘤治疗方面的应用进行了概要介绍,以期为从事重离子辐射生物学研究的人员理解DNA团簇损伤与修复机制及未来研究方向提供参考,促进对重离子辐射危害的评估与防护策略的建立、及其在生命科学中的良好应用。

黄芪不同有效成分对电离辐射致BMSCs DNA损伤防护作用的比较研究

目的:比较黄芪不同有效成分对电离辐射致人骨髓间充质干细胞(BMSCs)DNA损伤的防护作用。方法:采用2 Gy X射线直接辐照BMSCs建立辐射细胞模型。采用CCK-8法检测不同质量浓度(25、50、75、100μg/m L)黄芪多糖、黄芪皂苷、黄芪黄酮辐射前干预1 d+辐射后干预1~5 d对辐射BMSCs增殖的影响,筛选给药浓度和辐射后继续干预时间。将辐射BMSCs分为辐射组、黄芪多糖组、黄芪皂苷组、黄芪黄酮组,后3组辐射前后均使用适宜的相应药物进行干预,另设空白组进行比较;采用胞浆分裂阻滞微核法检测辐射后干预适宜时间的微核细胞率和细胞微核率,免疫荧光法检测辐射后干预适宜时间细胞中53BP1焦点簇数量,并对不同时间点(0.5、2、12、24 h)的53BP1焦点簇数量进行比较。结果:与空白组比较,辐射组BMSCs的OD值显著降低(P<0.05或P<0.01);与辐射组比较,50μg/m L黄芪多糖、黄芪皂苷、黄芪黄酮继续干预2~3 d时BMSCs的OD值均显著升高,其余剂量组仅部分时间点有显著差异(P<0.05或P<0.01);综合考虑确定给药浓度为50μg/m L,辐射后继续干预时间为2 d。与空白组比较,辐射组、黄芪多糖组、黄芪皂苷组、黄芪黄酮组微核细胞率和细胞微核率均显著升高,辐射组和黄芪多糖组细胞中53BP1焦点簇数量均显著增加(P<0.01)。与辐射组和黄芪黄酮组比较,黄芪多糖组和黄芪皂苷组微核细胞率、细胞微核率和53BP1焦点簇数量(辐射后干预0.5、2、12 h)均显著降低或减少,且黄芪多糖组微核细胞率和细胞微核率均显著低于黄芪皂苷组(P<0.05);超过24 h检测不出53BP1焦点簇。结论:黄芪多糖和黄芪皂苷对辐射所致的BMSCs DNA损伤均有防护作用,其中黄芪多糖防护效果优于黄芪皂苷;黄芪黄酮对辐射所致的DNA损伤无防护作用。

小鼠血清中对电离辐射敏感的蛋白分子研究

拟寻找血清中对电离辐射敏感的蛋白分子,探讨其作为辐射生物标志物的潜力。利用蛋白抗体芯片检测经不同剂量X射线照射后24 h小鼠血清的蛋白分子表达谱,发现47种表达差异超过1.5倍的蛋白,其中胰岛素样生长因子1和2(IGF-1和IGF-2)、胰岛素样生长因子结合蛋白1和3(IGFBP-1和IGFBP-3)丰度较高,与辐射损伤和修复相关且同属于IGFs-IGFBPs调控通路,利用酶联免疫吸附测定技术进一步研究这4种分子和其上游调控蛋白——生长因子(GH)的剂量效应和时间效应。结果显示,与对照组(0 Gy)相比:GH和IGF-1血清水平在照射(0.5、2、4 Gy)后24 h变化趋势不明显,IGF-2、IGFBP-1和IGFBP-3表达水平都具有上升趋势,特别是IGFBP-3,在照射(0.5、2、4 Gy)后表达水平都显著升高(p<0.01),且有明显的剂量依赖效应;在不同剂量X射线照射后的2~24 h内,GH表达水平波动较大,IGF-1无显著变化,IGF-2、IGFBP-1和IGFBP-3表达水平随时间延长有上升趋势,其中,IGFBP-1和IGFBP-3在照射后2~24 h都有较为稳定的表达上调趋势。以上结果表明,血清IGF-2、IGFBP-1和IGFBP-3在X射线照射后表达水平升高,有较好的剂量依赖效应和随时间变化的稳定性,具有作为电离辐射标志物的巨大潜力。

黄芪多糖对电离辐射骨髓间充质干细胞向神经分化潜能的影响

目的研究黄芪多糖对X射线照射人骨髓间充质干细胞向神经分化的干预作用。方法采用CCK-8法筛选不同浓度的黄芪多糖作用于2Gy X射线辐射人骨髓间充质干细胞的增殖能力;细胞形态计数X射线对骨髓间充质干细胞分化为神经细胞数量的影响;甲苯胺蓝染色检测X射线对骨髓间充质干细胞分化为神经细胞中尼氏体的表达量;Western blot检测神经巢蛋白(Nestin)及神经元特异性烯醇化酶(neuron-specific enolase,NSE)表达变化。结果与对照组相比,X射线照射后细胞增殖水平明显降低(P<0.05),与单纯照射组比较,加药照射组骨髓间充质干细胞增殖水平显著增加(P<0.05),其中黄芪多糖浓度为50 mg·L^(-1)时促增殖作用最强,设为最佳药物浓度;单纯辐射后骨髓间充质干细胞分化为神经细胞的数量明显降低(P<0.05),当给予黄芪多糖干预后分化为神经细胞的数量明显上升(P<0.05);辐射后骨髓间充质干细胞分化为神经细胞中尼氏体的表达量降低(P<0.05),当给予黄芪多糖干预后,尼氏体的表达量明显增多;单纯辐射后Nestin及NSE表达量降低(P<0.05),而当给予黄芪多糖干预后,Nestin和NSE表达量升高(P<0.05)。结论黄芪多糖对电离辐射人骨髓间充质干细胞向神经分化潜能的影响具有保护作用。

黄芪多糖对X线辐射骨髓间充质干细胞向成骨方向分化的影响

目的观察黄芪多糖(APS)对X线辐射骨髓间充质干细胞(BMSCs)向成骨方向分化的影响,探讨其相关作用机制。方法采用CCK-8法检测不同浓度APS对2 Gy X线辐射BMSCs细胞增殖能力的影响,以筛选最佳药物浓度。将细胞分为空白组、APS组、辐射组、辐射+APS组。APS组、辐射+APS组用最佳药物浓度APS提前干预3 d,辐射组、辐射+APS组用2 Gy X线进行辐射,辐射后各组细胞均加2 m L成骨诱导液继续培养,每3 d换液1次。诱导15 d后,镜下观察细胞形态,茜素红染色检测细胞中钙结节面积,Western blot检测细胞中特异性标记蛋白骨桥蛋白(OPN)和骨钙蛋白(OCN)的表达。结果与空白组比较,辐射组细胞增殖水平明显降低(P<0.05);与辐射组比较,辐射+APS组细胞增殖水平明显升高(P<0.05);APS浓度为50μg/m L时其促进增殖作用最强,为最佳药物浓度。形态学观察显示,辐射组细胞中钙结晶沉积较空白组和APS组明显减少,辐射+APS组细胞中钙结晶沉积较辐射组明显增加。在成骨能力方面,与空白组比较,APS组细胞中钙结节面积有一定降低,而辐射组细胞中钙结节面积显著降低(P<0.05);与辐射组比较,辐射+APS组细胞中钙结节面积明显增多(P<0.05)。在成骨特异性标记蛋白表达方面,与空白组比较,APS组细胞中OPN表达略下降,OCN表达略升高;辐射组细胞中OPN和OCN表达均明显下调(P<0.05);与辐射组比较,辐射+APS组细胞中OPN和OCN表达均显著升高(P<0.05)。结论黄芪多糖对X线辐射BMSCs向成骨方向分化的潜能具有保护作用。

当归及当归多糖对辐射所致大鼠肝肾损伤的防护作用

目的探讨当归及当归多糖对X线辐射所致SD大鼠肝、肾损伤的保护作用。方法 32只SD大鼠随机分为对照组、模型组、当归水煎液组和当归多糖组,每组8只。常规饲养14d后,灌胃给药,每日1次,连续7d。从第8天起对除对照组外其余各组大鼠进行全身X线照射,连续照射2d,总吸收剂量为6Gy,剂量率为92.26c Gy/min,辐射后第3天股动脉采血处死大鼠。采用比色分析法检测肝、肾组织超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性以及丙二醛(MDA)、过氧化脂(LPO)的含量;行HE染色并在显微镜下观察肝、肾组织病理变化;Western blotting检测大鼠肝、肾组织NF-E2相关因子2(Nrf2)蛋白的表达。结果与对照组比较,模型组大鼠肝、肾质量明显增加,组织SOD和GSH-PX活性明显降低,MDA、LPO含量明显增加,肝、肾细胞明显水肿,肝、肾组织Nrf2含量增加。与模型组比较,当归水煎液及当归多糖组肝、肾质量降低,SOD和GSH-Px性明显增加,MDA、LPO含量明显减少,肝、肾细胞水肿明显减轻,肝、肾组织中Nrf2含量降低,而当归多糖组与当归水煎液组比较差异无统计学意义。结论当归及当归多糖对辐射所致的SD大鼠肝、肾损伤具有较好的保护作用,当归的抗辐射损伤作用可能主要是通过当归多糖实现的。

当归多糖防护X线对大鼠骨髓及脾脏损伤的研究

目的探讨当归多糖对X线辐射所致SD大鼠骨髓及脾脏损伤的防护作用。方法将40只♂SD大鼠随机分为空白组、模型组、当归多糖低剂量组(63.5 mg·kg^(-1))、中剂量组(127 mg·kg^(-1))、高剂量组(254 mg·kg^(-1))。药物组每日以不同浓度的当归多糖2 m L灌胃1次,空白组及模型组用等量的蒸馏水代替,连续给药7 d后,分别对除空白组以外的各组大鼠进行全身X线照射,连续照射2 d,辐射总吸收剂量为6 Gy,末次辐射后d 3,麻醉后采血处死大鼠。检测各组大鼠一般生存质量、骨髓有核细胞数量、血常规,检测各组大鼠脾脏指数,显微镜观察脾脏病理变化,检测血清中γ-干扰素(interferon-γ,IFN-γ)和白介素-4(interleukin-4,IL-4)的含量。结果与空白组比较,模型组大鼠生存质量、骨髓有核细胞数量、白细胞数、脾脏指数、IFN-γ及IL-4表达量明显降低,而红细胞数、血红蛋白含量明显升高,差异具有统计学意义(P<0.05)。HE染色可见脾小体萎缩明显,生发中心、白髓和红髓结构紊乱,淋巴细胞数量明显减少。与模型组比较,当归多糖给药组大鼠生存质量、骨髓有核细胞数量、白细胞数、脾脏指数、IFN-γ及IL-4表达量明显升高,而红细胞数、血红蛋白含量降低,差异具有统计学意义(P<0.05)。HE染色可见脾脏病理损伤有所减轻,脾小体依稀可见,生发中心、红髓和白髓分界尚可见,淋巴细胞数量升高。结论当归多糖对辐射所致SD大鼠骨髓及脾脏损伤具有防护作用,其机制可能是通过减轻辐射对骨髓及脾脏造血细胞、免疫细胞的损伤,并补充机体血液及津液来实现的。

黄芪多糖对X线辐射骨髓间充质干细胞成脂分化的影响

目的研究中药黄芪有效成分黄芪多糖(APS)对X射线照射人骨髓间充质干细胞成脂分化的影响。方法用50μg/mL的APS干预2 Gy X射线照射的人骨髓间充质干细胞,专用培养基诱导后,通过油红O法染色并计数观察干细胞的脂滴数量及大小,Western blot检测成脂相关蛋白(C/EBPα和PPAR-γ)表达变化。结果X线辐射后骨髓间充质干细胞分化为脂肪细胞数量减少,成脂细胞中脂滴的面积明显减少(P<0.05),提前给予黄芪多糖的骨髓间充质干细胞组脂滴面积较单纯辐射组增加(P<0.05)。同样,X线辐射后,成脂相关蛋白过氧化物酶增殖物激活受体-γ(PPAR-γ)和重组人CCAAT增强子结合蛋白(CEBPα)表达降低,而给予黄芪多糖干预后,PPAR-γ和CEBPα表达均升高(P<0.05)。结论X线可损伤人骨髓间充质干细胞的定向成脂分化功能,黄芪多糖对X线辐射人骨髓间充质干细胞成脂分化功能具有一定的保护作用。

槲皮素促进电离辐射引起的衰老细胞发生凋亡

研究槲皮素对10 Gy的X射线及碳离子束辐照后衰老的人眼基底脉络膜黑色素瘤细胞系92-1凋亡发生及相关蛋白表达水平的影响。采用流式细胞术及衰老相关半乳糖苷酶检测试剂盒检测92-1细胞经10 Gy的X射线及碳离子束辐照后细胞凋亡及衰老情况。通过Cell counting kit-8(CCK8)法检测槲皮素对92-1细胞增殖活力的影响并结合细胞凋亡检测筛选槲皮素作用浓度。采用Annexin V-FITC/PI双染法检测不同处理后92-1细胞的凋亡比例。采用蛋白免疫印迹法检测细胞凋亡相关蛋白Cleaved caspase-3的表达水平。结果表明,92-1细胞经10 Gy的X射线或碳离子束辐照后3 d,细胞出现明显的衰老表型,凋亡发生率较低。CCK8法结合细胞凋亡筛选出50μmol/L作为后续处理浓度。辐照后立即或3 d后给予槲皮素处理能诱导细胞发生明显的凋亡,且Cleaved caspase-3表达水平显著上调。因此,槲皮素可促使辐照(10 Gy)后衰老的92-1细胞发生凋亡。

不同X线剂量照射对骨髓间充质干细胞的增殖及DNA损伤的影响

目的低剂量电离辐射对骨髓间充质干细胞(human mesenchymlstem cells-bone marrow,HMSC-bm)有兴奋效应,但高剂量电离辐射对该细胞的损伤作用少见报道。文中旨在研究不同X线剂量照射对体外骨髓间充质干细胞细胞增殖及DNA损伤影响。方法采用人HMSC-bm体外进行培养,实验分为对照组及照射组,以0、0.5、1、2、4、6、8 Gy不同X射线分别照射细胞,采用CCK8法检测细胞增殖水平;以0、1、2、4 Gy不同剂量照射细胞:CB法检测各组细胞微核率;免疫荧光检测照射后0.5、2、12、24 h不同时间点53BP1免疫荧光簇焦点(foci)数目的变化。结果随辐照剂量的增加,与0 Gy比较,除第3天0.5、1 Gy外,同一时间各组细胞吸光度值(A值)逐渐减少(P<0.05)。与同一辐照剂量第1天比较,0.5、1、4 Gy第3、4、5天A值增加(P<0.05),0、6 Gy第4、5天A值增加(P<0.05),2、8 Gy第5天A值增加(P<0.05)。细胞受照后0.5 h均出现foci点,达到最高峰,后随着时间的延长,foci点逐渐减少;不同剂量同一时间相比,随着剂量的增加,各个时间点免疫荧光簇集点增加,同一剂量不同时间相比,随着时间的增加免疫荧光焦点逐渐减少(P<0.05)。与对照组细胞微核率[(6.333±2.031)%]相比,随着辐射剂量增加(1、2、4 Gy)细胞微核率逐步上升[(23.667±1.582)%、(42.000±4.583)%、(777.333±2.082)%],差异有统计学意义(P<0.05)。结论 HMSC-bm对高剂量X射线具有敏感性,基因组不稳定,其自我修复能力受到剂量的影响,在运用放射疗法及临床治疗上应该加强其应用安全性。

当归多糖防护X线辐射对大鼠肝脏损伤的研究

目的研究当归多糖对X线辐射所致大鼠肝脏损伤的防护作用。方法将40只雄性SD大鼠常规饲养14 d后随机分为对照组,模型组,当归多糖高、中、低剂量(254、127、63.5 mg/kg)组,药物组ig给予不同质量浓度的当归多糖,对照组和模型组ig给予等量蒸馏水,每日1次,每次2 m L,连续给药7 d,从第8天起,除对照组外其余各组大鼠均用X线仪进行全身照射,连续照射2 d,辐射总剂量为6.0 Gy,末次照射后72 h股动脉采血并处死大鼠。检测血清中天冬氨酸转氨酶(AST)、丙氨酸转氨酶(ALT)的活性,以及肝脏组织中丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)及过氧化脂(LPO)的量;HE染色观察肝脏组织的形态变化;Western blotting法检测大鼠肝脏组织中核因子E2相关因子2(Nrf2)蛋白的表达情况。结果与对照组比较,模型组大鼠血清中AST、ALT的活性升高,MDA和LPO量明显升高,SOD和GSH-Px活性明显降低,Nrf2蛋白表达上调(P<0.05);HE染色可见肝细胞核缩小、部分消失以及肝细胞浆空泡样变性。与模型组比较,当归多糖高、中、低剂量组大鼠血清中AST、ALT活性降低,肝脏组织中MDA和LPO量降低、SOD和GSH-Px活性增加,Nrf2蛋白表达下调(P<0.05),HE染色可见肝细胞核萎缩以及细胞浆空泡样变性减轻。结论当归多糖对X线辐射导致SD大鼠的肝脏损伤具有保护作用,可能是通过减少肝脏组织中自由基的形成,并提高肝脏组织对自由基的清除能力实现的。

蛇床子素对模拟微重力引起的骨质流失的防治作用

目的研究蛇床子素对模拟微重力导致大鼠骨质流失的防治作用。方法将Wistar大鼠随机分为3组:对照组(Ctrl)、尾吊组(HLS)、尾吊给药组(OST)。4周后取后肢骨用双能骨密度仪及万能试验机分别测量各组股骨骨密度及生物力学,并通过micro CT分析骨小梁参数;用Van Gieson(VG)染色观察胫骨形态变化。通过qRT-PCR检测胫骨骨保护素(OPG)和核因子-κB受体激活剂配体(RANKL)mRNA表达水平。用ELISA试剂盒检测血清中骨特异性碱性磷酸酶(BALP)、骨钙素(OCN)和抗酒石酸酸性磷酸酶-5b(TRACP-5b)的含量变化。结果与对照组相比,尾吊组大鼠股骨骨密度及生物力学参数显著降低(P<0.05),与尾吊组相比,尾吊给药组骨密度及生物力学显著上升(P<0.05);尾吊组骨小梁体积分数(BV/TV)、厚度(Tb.Th)显著降低(P<0.01),间距(Tb.Sp)显著升高(P<0.01),尾吊给药后BV/TV、Tb.Th及Tb.Sp显著降低(P<0.01);VG染色观察尾吊组胫骨骨小梁间隙变大,数量减少,而尾吊给药组骨小梁骨髓腔减少,数量增多;尾吊组血清BALP和OCN浓度显著降低(P<0.05),TRACP-5b浓度显著升高(P<0.05),当给予蛇床子素后,BALP浓度显著升高(P<0.05),而TRACP-5b浓度显著降低(P<0.05);尾吊组胫骨OPG/RANKL比值显著降低(P<0.05),尾吊给药后,OPG/RANKL比值显著升高(P<0.05)。结论蛇床子素可通过促进骨形成和抑制骨吸收两方面有效防治模拟微重力导致的骨质流失。

黄芪多糖对重离子辐射BMSCs防护作用及与NF-κB相关机制研究

目的:研究黄芪多糖(APS)对重离子辐照人骨髓间充质干细胞(BMSCs)促增殖作用、维持其基因组不稳定性以及与NF-κB信号通路相关机制。方法:体外培养人BMSCs,随机分为Ctrl组、APS组、IR组、APS+IR组。Ctrl组为常规BMSCs,APS组用50μg/mL APS干预BMSCs,IR组用2Gy 12C6+辐照BMSCs,APS+IR组用50μg/mL APS干预受辐照BMSCs。CCK-8法和克隆形成实验测各组细胞增殖能力;细胞松弛素法测各组BMSCs的微核率;免疫荧光测53BP1免疫荧光簇集焦点;WesternBlot检测P65、p-P65、COX-2蛋白表达。结果:与Ctrl组比较,12C6+辐射后BMSCs增殖水平降低,克隆形成数减少(P<0.05);微核率和免疫荧光焦点显著增多(P<0.01);P65、p-P65、COX-2等相关蛋白上调(P<0.05,P<0.01)。与IR组比较,APS+IR组BMSCs细胞增殖水平升高,克隆形成数增多(P<0.05);微核率和免疫荧光焦点显著减少(P<0.01,P<0.05);P65、p-P65、COX-2蛋白下调(P<0.05)。结论:APS对2Gy 12C6+辐射BMSCs具有促增长作用,可能和下调NF-κB信号通路相关蛋白,维持BMSCs基因组稳定性有关。

黄芪多糖对电离辐射诱发间充质干细胞基因DNA损伤的保护作用

目的研究黄芪多糖(Astragalus polysaccharide,APS)对X射线辐照人骨髓间充质干细胞(human bone mesenchymal stem cells,HMSC-bm)增殖水平影响及其诱发DNA损伤的保护作用。方法采用CCK-8法筛选APS作用于HMSC-bm细胞的最佳有效浓度;照射组采用2.0 Gy剂量X射线辐照干预HMSC-bm,加药组用最佳药物浓度干预受辐照HMSC-bm:CCK-8法检测各组细胞的增殖能力;胞质分裂阻滞微核技术(CB微核法)检测X射线照射HMSC-bm后的微核率;免疫荧光检测53BP1免疫荧光簇集焦点。结果 APS浓度为50μg·m L^(-1)时促增殖作用最高,设为最佳药物浓度,与对照组(0μg·m L^(-1) APS)相比,其促增殖作用具有统计学差异(P<0.05);与对照组比较,X射线照射后细胞增殖水平明显降低(P<0.05)。与单纯照射组比较,加药照射组HMSC-bm细胞增殖水平显著增加(P<0.05),其增殖水平接近对照组细胞增殖水平;单纯照射组0.5,2 h细胞内53BP1免疫荧光焦点显著增多(P<0.05),而给药显著降低了辐射诱导的53BP1焦点水平(P<0.05);照射后细胞微核率明显升高(P<0.05),给药则导致细胞微核率显著降低(P<0.05)。结论 APS对X射线辐射诱发人骨髓间充质干细胞基因组DNA损伤有防护作用。

从中医阴阳平衡探讨辐射诱发细胞基因组不稳定性及益气滋阴法防护机制

高原、航天航空、医疗电离辐射已被确定为公认的物理致癌因素,辐射诱导的基因组不稳定性导致基因的突变率增加,易于发生细胞癌变。它主要表现为DNA损伤修复不稳定性,染色体畸变,端粒结构改变等,从中医学角度,辐射诱发基因组不稳定性而导致的细胞稳态破坏与阴阳失衡状态有密切的相关性,在辐射防护领域内,探讨这种制约平衡关系,并提出调理阴阳平衡、扶正祛邪,益气滋阴等相关中医治则治法,以期对研究空间辐射及其防护措施具有重大意义。

BTG1蛋白及其上下游信号通路对X射线和碳离子辐射的应激响应

BTG1是重要的抗细胞增殖蛋白,在细胞对外界胁迫如电离辐射等的应激响应过程中发挥重要功能。到目前为止,电离辐射诱导BTG1蛋白表达水平的长期变化情况、其对细胞基因组稳定性的影响及上下游相关的信号通路仍未完全阐明。通过荧光定量PCR技术发现BTG1对X射线和碳离子的应激呈现出先迅速升高再缓慢下降的过程。此外,微核实验表明,通过转染基因的质粒过表达载体或si RNA的方法外源性增加或抑制786-O细胞内BTG1的表达水平均能够显著影响碳离子辐照诱导的基因组不稳定性。深入研究发现电离辐射诱导的NF-κB的表达和活化可能通过引起SKA2基因的表达而间接地调控BTG1的表达,而BTG1则可能激活PRMT1的活性而引起基因组表观遗传学的改变,进而影响细胞的基因组稳定性、细胞周期调控以及凋亡等进程。

黄芪多糖对X射线辐射所致BMSCs全基因组低甲基化的防护作用

目的研究黄芪多糖(Astragalus polysaccharide,APS)对多次X线电离辐射(ionizing radiation,IR)所致骨髓间充质干细胞(bone marrow stem cells,BMSCs)全基因组甲基化水平的影响。方法采用APS作用于5次每次2 Gy X射线辐射的BMSCs,将BMSCs分为对照组、APS组、IR组和APS+IR组。采用胞质分裂阻断法测定微核形成率;细胞染色体核型分析检测细胞核损伤;EPIGENTEK试剂盒检测各组BMSCs全基因组甲基化程度;Westernblotting检测各组BMSCs甲基转移酶DNMT3a、DNMT3b,甲基化CpG结合蛋白2(MeCP2)、甲基化CpG结合域蛋白2(MBD2)和各组BMSCs癌基因c-Myc、H-ras,抑癌基因P53、P16的蛋白表达水平。结果与对照组比较,IR组微核数目和染色体畸变明显增加(P<0.01),BMSCs全基因组甲基化程度明显降低(P<0.01);与IR组比较,APS+IR组微核数目和染色体畸变减少(P<0.05),BMSCs全基因组甲基化程度升高(P<0.01)。在蛋白表达上,与对照组比较,IR组DNMT3a和MeCP2均明显降低(P<0.01),c-Myc、H-ras的表达明显升高,P53、P16的表达显著降低(P<0.01);与IR组比较,APS+IR组DNMT3a和MeCP2明显升高(P<0.01或P<0.05),c-Myc、H-ras的表达降低(P<0.01),P53、P16的表达显著升高(P<0.01)。结论黄芪多糖能够防治多次X线辐射所致BMSCs全基因组甲基化水平,降低BMSCs的恶化风险。