人淋巴细胞株中S100A4和IGJ基因表达变化作为辐射生物剂量计的初步研究

来源 :中国疾病预防控制中心 | 被引量 : 1次 | 上传用户:david6357
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目的:由于准确的受照剂量资料是各种条件下的急慢性辐射损伤伤员的分类、诊断和治疗以及辐射安全评估等的基础,所以如何确定受照个体的受照剂量是核事故发生后需要及时、快速解决的问题。现有的辐射剂量计中,物理辐射剂量计等可以快速地确定个体的受照剂量,然而,在突发核事故时或在对大规模人群进行放射性危害调查时以及在一些特殊的作业环境中等情况下人人配有适当的物理辐射剂量计显然是不现实的,这时就需要可靠的辐射生物剂量计来完成这一任务。目前,染色体畸变分析、微核分析等是常用的辐射生物剂量计。其中,染色体畸变分析被视为“金标准”,这种方法可靠、稳定、灵敏、辐射特异,是目前应用最广泛的方法,并且得到国际原子能机构(International Atomic Energy Agency, IAEA)的认可。染色体畸变分析之所以能够成为“金标准”,是因为染色体畸变在日常生活条件下受到本底照射的情况下发生率较低,但是当受到外照射的情况下却能诱导出较高的染色体畸变发生频率,而且染色体畸变的形态结构也非常容易辨认。目前这种方法主要应用于人淋巴细胞中,也有研究以皮肤成纤维细胞为分析对象。但分析工作量大、试验周期长、对分析者的经验要求较高,无法快速完成大批量检测等问题仍然是目前染色体畸变分析存在的明显不足。因此,找到一种更为快速、简便、灵敏的生物剂量计成为放射生物学迫切需要解决的问题。近年来,随着对电离辐射导致DNA损伤分子机制研究的不断深入,转录调节通路网络中的一些基因表达发生变化被发现与电离辐射有关,这一类基因被称为DNA损伤诱导基因(DNA damage inducible gene)。为了发现新的辐射效应分子生物标志物,我们可以研究这些基因的表达变化机制、阐明这些基因的表达变化(Gene expression change)规律,甚至可以由此发现良好的、可以应用于实际的辐射生物剂量计。虽然目前已有研究发现有些DNA损伤诱导基因具有良好的剂量效应关系,然而为了更加及时准确地估算个体的受照情况,放射生物剂量学界的专家学者认为,需要大约10-20个具有良好辐射生物剂量计特征的DNA损伤诱导基因共同组成阵列,才能完成这一要求。目前,已经被验证为可靠的辐射生物剂量计的DNA损伤诱导基因数量无法满足这一要求,所以,我们还需要发现新的可以成为辐射生物剂量计的DNA损伤诱导基因。因此本研究将在前期基因芯片研究的基础上对S1OOA4以及IGJ基因进行进一步的验证,探索它们作为辐射生物剂量计的可行性。方法:1、利用real-time PCR技术分析照射0-15Gy的60Co γ射线后,AHH-1细胞中S10OA4和IGJ基因在多个时间点(4h、8h、12h、4h、48h、72h)转录水平的剂量效应关系以及时间响应范围,通过统计学方法拟合剂量效应曲线。2、利用Western blot技术分析照射0-15Gy的60Co γ射线后,AHH-1细胞中S100A4基因在多个时间点(24 h、48 h、72 h)翻译水平的剂量效应关系以及时间响应范围,通过统计学方法拟合剂量效应曲线。结果:1、在转录水平上,60Co γ射线照射后24 h-72 h人淋巴细胞株AHH-1细胞S 1OOA 4基因在一定的剂量范围内(0-15 Gy)呈现良好的剂量-效应关系,并可拟合成为直线方程,R2值较高。2、在转录水平上,在0-18 Gy的照射剂量范围内,IGJ的基因转录水平并没有随着照射剂量的增加而呈现下调的趋势。整体来看,除个别剂量点外,IGJ基因的转录水平随着照射剂量的增加呈现先上升然后再下降的变化规律,但在0-5 Gy剂量范围内,IGJmRNA的表达量随照射剂量的增加而增加。与前期基因芯片研究的结果不符。3、在蛋白水平上,照射后24 h以及48 h,当剂量超过3Gy以后,S100A4蛋白的表达量明显下降。随照射剂量的增加,在3Gy范围内,S100A4蛋白的表达量随照射剂量的增加而增加。照射后72 h,S100A4蛋白的表达量随照射剂量的增加而下降。结论:1、S10OA4基因在转录水平均具有良好的剂量效应关系,并可拟合成为直线方程且R2值较高;2、在本课题所研究的计量范围内,IGJ基因的转录水平随照射剂量的增加呈先上升然后下降的趋势,其与照射剂量之间的关系仍需进一步研究;3、照射后24-48 h之间,在3Gy剂量范围以内,S100A4基因的翻译水平随剂量增加而增加。因此,在辐射生物剂量计领域,S100A4基因的表达变化具有进一步研究的价值。而IGJ基因是否能够作为辐射生物剂量计仍需进一步研究。
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