電離輻射對人肝癌HepG2細胞超微弱發(fā)光的影響.pdf

1、惡性腫瘤是危害人類的主要疾病，目前化療、放療和外科手術是治療惡性腫瘤的主要手段。放射治療已經(jīng)有近百年的歷史，在國內大約有70％的惡性腫瘤患者需要接受放射治療。不同的腫瘤其組織來源不同、腫瘤細胞的分化程度及增殖水平不同，對電離輻射的反應也存在很大差異，即不同的腫瘤細胞，其輻射敏感性（radiosensitivity）不同。腫瘤輻射敏感性是制定腫瘤放射治療方案、選擇腫瘤照射劑量的主要依據(jù)[1]。但目前仍缺乏快速可靠的檢測腫瘤細胞輻射敏感性的

2、方法和指標。
　　細胞的生物超微弱發(fā)光特性為解決這一問題提出了新的可能。活細胞的超微弱發(fā)光（ultraweak bioluminescence）是一種來自細胞本身的信號，這種信號所攜帶的是與生命活動相關的信息，可反映細胞的氧化代謝特點和增殖活動。腫瘤細胞有其自身的超弱發(fā)光信號[2,3]，推測當受到外界電離輻射后，可能會改變細胞的超弱光子發(fā)射強度和性質。本實驗觀察了電離輻射對人肝癌HepG2細胞的影響及其生物超微弱發(fā)光強度的變化，進

3、而揭示二者之間的聯(lián)系。
　　目的：探討電離輻射對人肝癌HepG2細胞生物學行為的影響以及輻射后人肝癌HepG2細胞生物超微弱發(fā)光強度的變化。
　　方法：取指數(shù)生長期的人肝癌HepG2細胞，用60Coγ射線進行照射，吸收劑量分別為0.5、1、2、4、6、8Gy，未照射HepG2細胞（劑量0Gy）為對照組，觀察照射后48h人肝癌HepG2細胞的變化：
　　(1)應用光鏡、電鏡觀察細胞形態(tài)結構和超微結構的變化；
　　(

4、2)應用MTT比色試驗檢測細胞的增殖活性；
　　(3)采用流式細胞術測定細胞周期的變化和凋亡率；
　　(4)采用免疫組化方法檢測細胞p27蛋白的表達和分布的變化；
　　(5)應用低滲染色體擴散、Giemsa染色觀察細胞G2期染色體改變；
　　(6)利用平板克隆形成試驗法測定照射后細胞的克隆存活分數(shù)；
　　(7)采用流動式化學發(fā)光分析儀檢測細胞超微弱發(fā)光的動態(tài)變化。
　　結果：
　　(1)光鏡下細

5、胞形態(tài)畸變，胞體巨大，吸收劑量越大畸變越明顯；電鏡下可見細胞膜完整性破壞，胞膜塌陷，核固縮成不規(guī)則團塊、分葉增多，胞漿空泡多見。
　　(2)MTT比色試驗結果顯示細胞的生長抑制率與吸收劑量呈正相關，r=0.962（P<0.01）。
　　(3)照射后細胞有絲分裂延遲，在2Gy照射后48h，細胞出現(xiàn)G2/M期阻滯，4Gy時處于G2期細胞比例最高，并出現(xiàn)明顯的凋亡峰。吸收劑量超過4Gy后G2期細胞比例不再增加，但凋亡細胞比例在6G

6、y時達到最高為30.5％。
　　(4)照射后細胞p27蛋白表達明顯受抑制，而且分布發(fā)生改變，主要分布于細胞核外細胞漿內。
　　(5)照射后細胞G2期染色體出現(xiàn)斷裂畸變，且與吸收劑量具有顯著相關性，相關系數(shù)r=0.937（P<0.01），吸收劑量越高，染色體斷裂畸變數(shù)越多。
　　(6)克隆形成試驗顯示細胞受照射后的克隆存活分數(shù)與吸收劑量經(jīng)擬合符合線性平方模型，lnS=－αD－βD2。表明在低劑量照射時，細胞致死性畸變與照

7、射劑量成正比，細胞存活曲線呈線性；在高劑量照射時，致死性畸變與劑量的平方成正比。
　　(7)細胞受輻射后48h，其超微弱發(fā)光強度與吸收劑量呈負相關，相關系數(shù)r=－0.803（P<0.01）；超微弱發(fā)光強度與細胞克隆存活分數(shù)的相關系數(shù)r=0.841（P<0.01），說明細胞的超微弱發(fā)光強度與細胞存活分數(shù)呈顯著正相關。
　　結論:
　　(1)肝癌HepG2細胞受γ射線照射后膜結構的改變導致細胞功能和形態(tài)的改變，細胞周期延長

8、、生長抑制、存活分數(shù)降低、染色體斷裂畸變并與輻射劑量相關(P<0.01)，G2期染色體斷裂畸變量可反映細胞的輻射敏感性。p27蛋白表達明顯抑制且分布發(fā)生改變。在低劑量照射時，細胞死亡以細胞凋亡為主；在高劑量照射時則主要發(fā)生細胞壞死。
　　(2)肝癌HepG2細胞的超微弱發(fā)光強度與輻射劑量和細胞克隆存活分數(shù)均顯著相關(P<0.01)，超微弱發(fā)光強度能反映腫瘤細胞的內在輻射敏感性。目前檢測細胞輻射敏感性的克隆形成試驗由于試驗周期太長而