哺乳动物细胞DNA辐射损伤与修复的研究——Ⅰ.γ-线引起人外周血转化淋巴细胞DNA链的断裂与重接

~(60)Coγ-线照射人外周血转化淋巴细胞后,即刻经碱性蔗糖梯度(5～20%)超离心沉降分析,结果表明随照射剂量(1～6Krad)增大,DNA单链断裂亦增加。3Krad照射细胞经与自体血清37℃保温在2小时以内,DNA断裂链重接分子随保温时间的延长而逐渐增加,然未见完全修复。若继续保温至8小时后,DNA重接分子又发生断裂,至24小时后已重接好的DNA沉降峰几乎消失,并在离心管口出现DNA降解分子,同时细胞活力降低,较保温前下降28%。可以设想DNA重接分子的再断裂是一种不可逆的生化变化,且与细胞死亡有关。     

衰老过程中大白鼠脾细胞的DNA单链断裂与重接能力的变化

 DNA被紫外线损伤后,由DNA切除修复酶切除嘧啶二聚体,随之以另一条正常的DNA链为模板修复合成DNA片段,最后由DNA连接酶将新合成的DNA片与原有的DNA链连接。本文用荧光法测定DNA修复过程中DNA单链的断裂及重接能力与衰老的关系。结果表明,不同年龄大鼠脾细胞均具有修复DNA单链断裂的能力,DNA单链断裂重接的能力与年龄有相关性,断乳鼠及青年鼠的脾细胞当保温至30min时,即开始了DNA链的重接,保温90min后则恢复到原有水平;而老年鼠脾细胞保温至90min时才开始DNA链的重接,保温150min,尚未恢复到原有水平。还发现,断乳鼠及老年鼠脾细胞的单链DNA含量高于青年鼠。     

激光、血卟啉对肿瘤细胞DNA单链断裂及其重接的影响

用简化的Kohn氏碱洗脱法,观察了光敏剂血卟啉衍生物(HPD)对小鼠S-180肿瘤细胞DNA单链断裂及其重接修复的影响。激光HPD能导致S-180细胞DNA单链断裂明显增加,而且这种断裂随着保温时间的延长,继续增多。在本实验条件下没有观察到HPD对X线的增敏作用,HPD不能增加X线所致的DNA单链断裂,也不能影响其重接。单链断裂重接动力学的实验进一步证明了这个论点。     

丙线照射所致人血淋巴细胞与中国白鼠卵巢成纤维细胞DNA单链断裂及其修复的观察

用微孔滤膜碱洗脱法观察了丙线照射引起人血淋巴细胞(D_o为400拉德)及中国仓鼠卵巢成纤维细胞(D_o为200拉德)的DNA单链断裂及其修复。在0～3000拉德范围内,两种细胞DNA单链断裂的程度基本一致,照射剂量与单链断裂的对数之间呈直线相关。800、1500及3000拉德照射后,经过0.5～7小时的孵育,中国仓鼠卵巢成纤维细胞DNA单链断裂的修复优于人血淋巴细胞,说明这两种细胞辐射敏感性与DNA单链断裂修复能力无关。     

过热处理对人类食管癌细胞及中国仓鼠细胞DNA修补能力的抑制作用

人类食管癌细胞Eca—109在受8,000radγ射线照射前,或照射后,用44℃处理30分钟,会全部抑制掉随后在37℃保温1.5小时内的DNA断链重接修补。照前42℃处理也能起部份的抑制作用,照后42℃处理的抑制程度与照前处理的相同,但似乎在42℃处理的时间内已完成了不受抑部份的修补。中国仓鼠细胞CHO-K_1在紫外线照前受到44℃处理30分钟,同样会全部地抑制掉照后37℃保温3小时内的DNA切除修补;照前用42℃处理,也有部份抑制作用。     

两种类型细胞DNA辐射损伤与修复作用的比较观察

本文比较了对射线敏感的鼠血淋巴细胞与不敏感的鼠白血病L_(7712)细胞DNA辐射损伤及其重接修复的能力,观察到两种类型细胞DNA受射线辐射损伤断链的程度无明显差别;然在DNA断链重接修复的能力上,则不敏感的L_(7712)细胞比敏感的淋巴细胞强,这可能是两者差别的分子基础.     

丙线照射所致人血淋巴细胞与中国仓鼠卵巢成纤维细胞DNA单链断裂及其修复的观察

用微孔滤膜碱洗脱法观察了丙线照射引起人血淋巴细胞(Do为400拉德)及中国仓鼠卵巢成纤维细胞(Do为200拉德)的DNA单链断裂及其修复。在0—3000拉德范围内,两种细胞DNA单链断裂的程度基本一致,照射剂量与单链断裂的对数之间呈直线相关。800、1500及3000拉德照射后,经过0.5—7小时的孵育,中国仓鼠卵巢成纤维细胞DNA单链断裂的修复优于人血淋巴细胞,说明这两种细胞辐射敏感性DNA单链断裂修复能力无关。     

羟磷灰石离心法及其在细胞DNA辐射损伤和修复研究中的应用

Ahnstrm等在1973年首先用羟磷灰石(以下简称HA)层析法检测DNA单链断裂。该法较经典的硷性蔗糖梯度离心法操作简便,灵敏度高。我们根据本室条件,按照Kanter等的方法稍加改进,用国产HA建立了HA离心分离检测DNA单链断裂及其重接的技术,并用该法观察了小鼠白血病L_(7712)细胞DNA单链断裂及其重接。材料与方法(一)细胞取郑升等建立的小鼠腹水型淋巴性白血病细胞(L_(7712)),由615纯种小鼠     

超氧化物歧化酶的自旋标记研究

本文应用对-SH基特异性结合的自旋标记物对Cu_2Zn_2-SOD进行自旋标记研究,进一步观察了电离辐射对-SH基部位的影响,实验结果:(1)自旋标记后的Cu_2Zn_2-SOD表现出典型的弱固定化的ESR波谱信号特征。标记对Cu_2Zn_2-SOD的UV谱无明显影响。这表明该游离-SH基是位于酶蛋白分子的相对表层而不是包埋在疏水内部。(2)标记保温后立即取样及保温后17小时取样测酶活力,发现与未标记酶的活力相同。这表明该-SH基与酶的催化活性无直接关系。(3)在10—100Krad γ-射线照射下,酶活性及ESR信号幅度均随照射剂量增加而下降,两者之间有一定的相关性。     

竹红菌甲素光敏作用所致的HeLa细胞DNA单链断裂重接的研究

本文采用羟基磷灰石离心法对竹红菌甲素光敏作用所致的HeLa细胞DNA的单链断裂进行荧光定量测定。以单链DNA的含量变化衡量DNA链断裂程度及其修复活性,并与γ射线的作用进行了比较。细胞经γ射线和甲素的光敏作用后,DNA产生单链断裂,当细胞存活率为0.1时,前者是6.0×10~(-10)断裂/道尔顿,后者是2.3×10~(-10)断裂/道尔顿,两者之比为2.8。细胞本身具有修复能力,当最初的单链断裂频率相等时,γ射线处理的细胞其DNA单链断裂重接能力高于光敏作用的细胞。后者的修复能力能被羟基脲、放线菌素D及丁酸钠等所抑制。细胞修复能力的差别指出两种作用产生的单链断裂的化学性质有重要差别。     

ADP-核糖基转移酶的抑制对γ线所致肿瘤细胞DNA损伤的加强作用

本文探讨了ADP—核糖基转移酶(ADPRT)的活性、DNA单链断裂(SSB)重接和细胞潜在致死质损伤修复(PLDR)三者的关系。证明了ADPRT的特异性抑制剂3—氨基苯甲酰胺(3AB)能阻抑γ线所致的小鼠腹水瘤细胞DNA SSB的重接和PLDR。为增强放射治疗的效果提供了可能的新途径。     

凋亡而不出现DNA梯形带一例

用普通琼脂糖凝胶电泳UVB照射后分别培养24、36小时的NIH3T3细胞DNA,均未出现梯形带,但从细胞形态上看,大部分细胞发生凋亡并出现凋亡小体。电泳UVB照射后培养24小时的昆明小鼠胸腺细胞DNA,出现典型的凋亡梯形带。说明细胞在发生凋亡时DNA并不总是从核小体之间断裂的,不能把DNA梯形带作为判断细胞凋亡的唯一标准。     

照射后HeLa细胞对CDDP诱导的DNA交联产生抗性

应用EB荧光分析法测定了人宫颈癌上皮细胞系(HeLa line)经单次 ⁶⁰Co照射后顺铂(CDDP)诱导的DNA链内交联反应(ct％).经研究发现,1～6 Gy照射后,细胞相对生长分数(fraction of control growth,FCG) 减小,单位细胞DNA含量增高,HeLa细胞与CDDP的交联反应明显降低,且与照射剂量呈依赖关系.结果提示,γ射线照射后存活的肿瘤细胞可能对CDDP或烷化剂的化学治疗作用产生抗性.     

PHA刺激对淋巴细胞修复DNA损伤的影响

本文报道PHA刺激对淋巴细胞DNA修复的影响的实验结果。以254nm波长的UV照射细胞(30J/m~2)引起DNA损伤,以[~3H]-TdR掺入实验测定非程序DNA合成,用超微量法测定细胞的NAD~+含量,并以[~(35)S]-蛋氨酸掺入,聚丙烯酰胺凝胶电泳及放射自显影术测定蛋白质生物合成,其结果如下: (1)在被PHA转化的淋巴细胞内非程序DNA合成,随PHA刺激的时间加长而增高;PHA处理淋巴细胞42小时,合成的速率约增加4倍;(2)在转化的淋巴细胞内,非程序DNA合成及程序DNA合成都被N-乙基马来酰亚胺(一种DNA聚合酶α的抑制剂)抑制,表明在DNA修复过程中DNA聚合酶α可代替DNA聚合酶β发挥作用; (3)UV照射后,被PHA刺激的淋巴细胞内NAD~+含量大约减少43.2％,而对照淋巴细胞内NAD~+的含量只减少25％,似乎说明PHA刺激能促进淋巴细胞内的P-ADP-核糖化作用;(4)在受PHA刺激72小时的淋巴细胞内有多种蛋白质合成,这些细胞在UV照射后以含10μg/ml嘌呤霉素的培养基培养,则非程序DNA合成被明显抑制(P<0.01),这提示DNA修复是一需要蛋白质合成的过程。此外,在受UV照射后10-45小时的淋巴细胞内,诱导产生一种分子量大约34000道尔顿的蛋白质。 上述结果表明,当PHA使淋巴细胞从静止状态转化为增殖状态时,有多种酶被诱导。由于这些酶,如DNA聚合酶α及P-ADP-核糖聚合     

X射綫引起脫氧核糖核酸分子的不稳定性

(一)受X射綫照射的DNA溶液,在照射停止以后,其紫外吸收值能逐漸增加。在剂量低于8万倫时,此种效应随剂量的增高而明显地增强。 (二)温度和盐濃度对上述效应均有明显的影响,温度越高或盐濃度越低,則上述效应越强,在37℃保温的条件下当盐濃度达到2M时,上述效应完全消失。 (三)在照射的DNA分子中除有氫鍵的立卽破坏外,甲醛反应結果說明分子中也有照射后变为不稳定但尚未破坏的氫鍵。上述紫外吸收增高的过程卽与后一类氫鍵遭受破坏有关。 (四)光散射測定的数据表明:DNA溶液受8万倫剂量的X射綫照射后,其分子量已从原有的6×10~6降至1×10~6,而照射的DNA溶液在37℃保温的过程中,其分子仍在不断降解。     

原子力显微镜观测紫外线诱导的K562肿瘤细胞DNA损伤

利用彗星电泳检测出UVB、UVC短时间照射会使肿瘤细胞的DNA发生断裂,而长时间照射之后彗星电泳无法检测到碎片,推测可能是由于DNA分子交联的原因[1],国内外尚无定论.为了更直观的研究这种现象,提取了UVB,UVA照射后K562细胞的DNA,并调节到合适的浓度在原子力显微镜下观测.实验结果表明UVB对K562肿瘤细胞DNA损伤的影响呈现时间/剂量效应,较短时间照射主要产生DNA的链断裂,较长时间辐射则主要产生DNA链的交联.UVC对K562肿瘤细胞DNA的损伤大于UVB.UVC短时照射即可引起DNA的断裂和交联,较长时间辐射主要产生交联和一些断裂;长时间照射不但产生大量交联,同时有大量断裂产生,并发生凝缩和缠绕等结构破坏.     

AT细胞DNA双链断裂重接修复效率及其忠实性

用脉冲电场凝胶电泳和双标记基因质粒ＤＮＡ转染技术研究辐射敏感的毛细血管扩张性共济失调症患者皮肤成纤维细胞（ＡＴ５ＢＩＶＡ）和正常辐射抗性的人宫颈癌细胞（ＨｅＬａＳ３）ＤＮＡ双链断裂重接修复率及其忠实性。结果表明γ射线照射诱发ＤＮＡ双链断裂的产额和重接修复率,在两株细胞间无差别．而ＡＴ细胞对导入的限制性内切酶ＥｃｏＲＶ产生双链断裂质粒ＤＮＡ的重接修复忠实性显著低于ＨｅｌａＳ３ｔｅ胞,表明ＡＴ细胞易发生ＤＮＡ错误修复,这很可能就是ＡＴ细胞高度辐射敏感性的主要原因。     

紫外辐射诱发NIH3T3细胞凋亡时DNA断裂的特性

用常规琼脂糖凝胶电泳UVB照射后培养不同时间的NIH3T3细胞DNA,两个样本均未出现凋亡梯形带,而用相同条件处理的昆明小鼠胸腺细胞DNA出现了典型的梯形带.再用反转电场琼脂糖凝胶电泳(FIGE)UVB照射后培养不同时间的NIH3T3细胞DNA,发现DNA先断裂成低于23 kb的大分子片段,然后进一步断裂成小分子片段,但始终未出现梯形带,说明DNA并不总是从核小体之间断裂的.     

一种简化的检测细胞DNA单链断裂及其重接修补的Kohn碱液洗脱法

Kohn碱液洗脱法,可用于研究电离辐射6或紫外线照射后细胞的DNA损伤与修补,致癌化合物对离体及体内细胞DNA的损伤,以及细胞的正常DNA复制。国内已开始应用(也有采用pH值较低的洗脱液研究DNA的双链断裂及重接),近有最新综述。我们曾将此法简化,自行设计一种简便的玻璃洗脱器,省去所有蠕动泵,改用廉价的“由”字夹控制洗脱液流速,又用便宜的玻璃比色杯     

用脉冲电场凝胶电泳检测电离辐射所致哺乳动物细胞DNA双链断裂

 本文将反向交变电场和六角形电极电场这两种脉冲电场凝胶电泳技术应用于X线照射小鼠乳癌细胞SR-1所致DNA双链断裂的检测,在本实验条件下,用这种电泳都能检测到低至1.5Gy照射所产生的DNA双链断裂,并且用六角形电极电场电泳获得了DNA双链断裂程度与照射剂量之间的良好线性关系,此外,还用此方法观察了不同浓度自由基清除剂DMSO对X线照射SR-1细胞所致DNA双链断裂的保护作用,结果进一步证实本方法的可靠性。