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肿瘤细胞γH2AX水平与电离辐射的剂量反应和时间效应关系

作　者: 石大伟
导　师: 赵永成
学　校: 中国协和医科大学
专　业: 流行病与卫生统计学
关键词: 组蛋白H2AX磷酸化(γH2AX) DNA双链断裂(DSBs) 电离辐射剂量反应时间效应放射敏感性
分类号: R73-3
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

组蛋白γH2AX是一个近期发现的DNA损伤修复相关蛋白，其在DNA损伤修复中的主要作用是：“锚定”于DNA双链断裂（DSBs）处，为DNA损伤修复因子的集合和修复损伤提供必需的场所。电离辐射或其他因素导致DSBs产生后，ATM、ATR和DNA-PKs被激活，这些磷脂酰肌醇-3-激酶（P13-K）家族的成员可以磷酸化DSBs处的组蛋白H2AX羧基末端的¹³⁹ser，使组蛋白H2AX转变为γH2AX。已有研究证实γH2AX的产生数量与DNA双链断裂（DSBs）数量之间成线性正相关的关系，分别用流式细胞仪和荧光显微镜的检测方法在体外研究了γH2AX水平与电离辐射剂量的关系，二者呈现良好的直线相关。此外，研究发现不同放射敏感性的肿瘤细胞和正常细胞被照射后，其γH2AX时间效应参数，如：半衰时间τ_1/2与集落形成实验的2Gy存活系数SF₂存在良好的相关性（R²=0.75）。因此，γH2AX是一个新的检测DNA双链断裂（DSBs）的灵敏方法，并有希望成为一个新的代替2Gy存活系数SF₂的细胞放射敏感性指标。γH2AX与细胞放射敏感性的相关性研究的基础应该至少包括：建立一个具有良好剂量反应关系的γH2AX检测方法以及对于照射后γH2AX时间效应的深入了解。因此我们在本研究中主要针对这两个方面进行了探讨。本研究主要分为两大部分，第一部分我们使用不同实验方法检测肿瘤细胞在不同剂量射线照射后γH2AX水平，比较其检测结果，并用中性单细胞凝胶电泳验证，以发现不同检测方法γH2AX剂量反应结果的异同和筛选出一个进行后继研究的适当检测方法。第二部分研究了不同剂量下肿瘤细胞照射后γH2AX时间效应，对其时间效应进行了曲线拟合分析，以发现照射剂量对γH2AX时间效应各参数的影响。通过上述研究，我们得到如下结果和结论：1．在使用流式细胞术检测γH2AX辐射剂量反应时，不同的固定、标记方法均得到较好的剂量反应关系，其中乙醇双标法直线相关系数最高，各方法实验结果所拟合曲线的斜率不同（乙醇双标＞多聚甲醛单标＞乙醇单标），乙醇固定的细胞损失少，因此乙醇双标法是检测肿瘤细胞辐射剂量反应的良好方法；2．使用共聚焦显微镜检测γH2AX剂量反应的结果与使用流式细胞术基本一致，但在高剂量照射组（5Gy）易于出现“饱和”现象，限制了本方法在检测高水平γH2AX上的应用；3．使用中性单细胞凝胶电泳实验验证了γH2AX的辐射剂量反应关系的生物学机制是γH2AX特异识别DSBs；4．γH2AX水平与电离辐射存在特点为“快上慢下”的时间效应关系，即照射后γH2AX水平先快速增加，在1小时左右达到峰值后减少；照射剂量、衰减时间段和分析模型的选择是γH2AX时间效应与细胞放射敏感性的相关性的重要影响因素。本研究为建立标准化的γH2aX检测方法提供了更为丰富的实验基础，获得了一个适于放射敏感性研究的γH2AX检测方法，对照射后γH2AX时间效应的特点的研究也为进一步探讨γH2AX时间效应与细胞放射敏感性间关系奠定了基础。在下一步的研究中，我们应使用更多的细胞系和动物体内实验研究肿瘤细胞放射敏感性与γH2AX水平的关系，特别是临床上较易获得的淋巴细胞，为将γH2AX技术用于临床应用提供更为广泛的依据。同时，我们还应深入比较γH2AX和单细胞凝胶电泳在检测DSBs的剂量、时间依赖性，以进一步阐明γH2AX在DNA损伤修复过程中的作用和作为一个新的检测DSBs方法的特点。

全文目录

目录  3-4
摘要  4-6
Abstract  6-8
前言  8-13
技术路线  13-14
材料与方法  14-25
  1.实验材料  14-19
  2.实验方法  19-25
实验结果和分析  25-48
  1.γH2AX水平与电离辐射的剂量反应关系  25-39
  2.γH2AX水平与电离辐射的时间效应关系  39-48
讨论  48-54
结论  54-55
参考文献  55-59
附录  59-67
论文综述  67-75
缩写表  75-77
致谢  77

肿瘤细胞γH2AX水平与电离辐射的剂量反应和时间效应关系

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