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     輻射旁效應的表現形式、基本特征

    2016/8/22 14:54:31

    由于微束照射技術的應用,可以將甚至單個 粒子精確地定點注入到某個細胞的特定部位,由此而觀察到周圍臨近的未受照細胞也產生類似的輻射效應,從而導致總體輻射效應高于經典理論模型預期的輻射損傷效應,這就是旁效應。更具體的是指在未被輻射徑跡直接穿過的細胞中表現出的細胞死亡/凋亡、基因突變、染色體畸變、微核、基因組不穩定性、基因表達或蛋白表達豐度譜改變等。近年來,大量的文獻報道提供了旁效應的證據,這些很多是通過單粒子微束照射實驗所獲得的信息,也有采用受照細胞的條件培養液所觀察到的實驗結果。更重要的是如將粒子輻射作用于細胞質也能誘發出作用于細胞核DNA損傷的同樣輻射效應,這是輻射非靶效應的一個最直接的證據。近年來,隨著空間輻射對宇航員健康影響越來越受到關注,以及重離子治療癌癥的興起,重離子輻射旁效應的研究報道也逐漸增多。絕大多數研究表明,旁效應是不同能譜、不同LET電離輻射的一個普遍存在的生物學效應。但也有個別的研究報道,顯示低LET X射線和1 GeV/n 高LET鐵離子照射人原代成纖維細胞和一株結腸細胞的條件培養液未能誘發旁效應,而平行實驗中的粒子產生了旁效應。
    旁效應是否有劑量效應關系、旁效應和直接效應在輻射總效應中的貢獻大小,是一個值得關注的問題。Seymour和Mothersill用 射線照射人上皮細胞和轉移條件培養方法,對此進行了輻射致死效應(細胞克隆形成率)研究,結果在0.03 ~ 0.5 Gy低劑量區域只存在一個較大的旁效應份額,效應的幅度相對恒定,而且是一個飽和值。當劑量大于0.5Gy后的效應就是劑量依賴性的非旁效應的細胞死亡和一個非依賴劑量的旁效應死亡的復合。此外,旁效應可能具有細胞類型和增殖活性依賴性。
    旁效應的生物學機制是多方面的,目前更多的研究是集中在細胞脅迫機制和活性氧分子的作用,如線立體中細胞色素C、NO信號體系等在輻射旁效應中的分子調節作用,也有細胞因子如白介素IL6和IL8的作用等。組織微環境、細胞能量和氧化還原代謝狀態等也可能會影響旁效應的表達。 由于細胞間縫隙連接是旁效應的一個重要的結構基礎,人們普遍關注由此通道執行細胞間通訊的物質基礎或者信使分子是什么。另外,值得一提的是三維人體組織培養技術及應用,使旁效應研究向整體水平又邁進了一步。

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