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.     

UVB照射后小鼠脾淋巴细胞DNA损伤程度的检测

用强度为30 μW/cm2、60 μW/cm2、90 μW/cm2、120 μW/cm2、150 μW/cm2的中波红斑效应紫外线(UVB)分别照射小鼠脾淋巴细胞5 min、15 min、30 min,采用单细胞凝胶电泳法(SCGE)检测UVB照射对细胞DNA的损伤,结果照射5 min和15 min时,DNA损伤程度与照射强度呈正相关;而照射30 min时,30 μW/cm2组DNA损伤程度最高,60 μW/cm2、90 μW/cm2、120 μW/cm2组损伤程度有所降低,而150 μW/cm2组又出现了高DNA损伤.认为通过SCGE来检测UVB照射对小鼠脾淋巴细胞的损伤程度,可广泛应用于环境毒理学中对DNA具有损伤作用的分析,为环境生物学研究辐射对生物体的影响提供借鉴.     

用单细胞凝胶电泳技术检测粉纹夜蛾5BI细胞DNA损伤的研究

为了探测昆虫细胞的DNA损伤,本实验应用单细胞凝胶电泳技术,对不同剂量的过氧化氢和甲醛引起的粉纹夜蛾5BI细胞DNA损伤效应进行了研究,结果表明59μM=10μM、150μM的过氧化氢能引起粉纹夜蛾5BI细胞的DNA断裂,且断裂程度和浓度水平之间成正相关关系;10μM、30μM、50μM的甲醛能引起粉纹夜蛾5BI细胞DNA损伤,其中在10μM时引起DNA断裂,在30μM、50μM时引起DNA交联。     

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.     

辐射后单个细胞DNA结构变化的定量检测

细胞照射后可产生DNA链断裂、DNA-DNA交联、DNA-蛋白质交联等重要的DNA结构损伤,最终可导致DNA高级结构-DNA超螺旋结构状态的改变,而引发DNA复制、表达等一系列改变.参考国外报导,建立了单细胞电泳法(single cell gel electrophoresis assay),并辅以图象分析技术,可快速检测低达0.1Gy剂量所致DNA结构损伤,并得到了较好的剂量-效应关系,可望成为生物剂量计,用于环境低剂量辐射的监测.     

莠去津慢性染毒对河蟹血淋巴细胞DNA的影响

利用不同浓度(0.01、0.1、1mg·L-1)的莠去津对河蟹进行慢性染毒处理90d,采用单细胞凝胶电泳技术检测其对河蟹血淋巴细胞DNA损伤的影响。结果表明,不同浓度的莠去津能引起河蟹血淋巴细胞的DNA损伤,且随着浓度的增加,TM值、TailDNA逐渐变大,尤以1mg·L-1浓度组最为显著。证明一定浓度的莠去津可以造成河蟹血淋巴细胞DNA链的断裂,破坏其DNA结构。     

紫外辐射诱导植物叶片DNA损伤敏感性差异

单细胞凝胶电泳（彗星检测,cometassay）技术已广泛应用于动物细胞DNA损伤检测,但在植物细胞DNA损伤检测中的应用尚不多见。本研究通过对动物细胞彗星检测方法的改进,利用植物细胞原生质体作为材料,研究了不同发育期九里香（Murraya panicuata）叶片对UV-B诱导的DNA损伤的敏感性差异。彗星检测结果表明,九里香叶片DNA的损伤程度与UV-B辐射的剂量呈正相关：在相同UV—B辐射剂量下,九里香幼嫩叶片比成熟叶片的DNA损伤量大,表明其幼嫩叶片对UV-B辐射的敏感性比成熟叶片高。     

脉冲Nd:YAG激光对单层KB细胞损伤效应的研究

目的：观察脉冲Nd：YAG激光照射体外单层培养KB细胞后的形态改变及损伤后HSP70,c-Fos的表达情况,初步探讨较强脉冲激光对细胞的损伤效应及损伤修复机制。方法：建立单层培养细胞的脉冲Nd：YAG激光损伤模型,每个脉冲能量密度为160J／cm^2～186J／cm^2或220J／cm^2～257J／cm^2,分别于照后即刻、2h和6h,用台盼蓝染色、TUNEL检测分析该激光对KB细胞的损伤特点,免疫组化法检测HSP70,c-Fos的表达水平。结果：当照射剂量为220J／ecm^2～257J／cm^2时,照后即刻,光斑中央细胞形态严重破坏,直接坏死;周围细胞形态未发生明显改变。2h后周围细胞TUNEL。着色也增强,呈强阳性。照后6h光斑中央及周围细胞着色均减弱。TUNEL着色区直径随时间先扩大后缩小。当照射剂量为160J／cm^2～186J／cm^2时,细胞内HSP70、c-Fos表达随时问先显著增强,而后减弱至正常。结论：脉冲Nd：YAG激光在所选剂量下,可以引起单层KB细胞的损伤,包括即刻坏死、延迟性死亡及可逆性损伤。HSP70、c-Fos的高表达说明它们在保护受损细胞、修复激光所致损伤中发挥重要作用。     

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。     

重离子射线照射后抗辐射菌基因组DNA的损伤修复

研究了不同种类的重离子射线及同一射线的不同剂量照射后引起的抗辐射菌(Deinococcus radiodu-rans)R1的DNA二条链的切断损伤修复时间。结果表明,抗辐射菌经重离子射线照射后所引起的DNA二条链的切断损伤经过培养能被修复;切断的DNA二条链的修复时间随着照射剂量的增加而延长;高LET的重离子射线照射所引起的损伤修复比低LET的重离子射线需要更长的时间,损伤修复的时间与射线的LET之间存在一定的依存性。由此认为:抗辐射菌经照射后引起的DNA二条链切断损伤与射线的种类及照射的剂量有关,照射的剂量越大,射线的LET越高,则DNA二条链的切断损伤越多,损伤修复所需要的时间越长。     

用碱洗脱法检测DNA-蛋白质交联和DNA链间交联

本方法以DNA单链断裂的检测为基础,在背景γ射线照射下进行DNA交联检测。所建方法与Kohn氏原法相比,洗脱时间大为缩短,实验所用主要材料都能立足国内。本文引入“交联度”这个参数,能同时相对定量地表示DNA总交联、DNA-蛋白质交联和DNA链间交联。此外还从DNA、蛋白质两方面确证了DNA-蛋白质交联的存在。     

紫外线B区对小牛胸腺DNA损伤的拉曼光谱研究

用拉曼光谱检测了远紫外区UVB(280m～320nm)对小牛胸腺DNA的损伤,并对这个区段紫外线对DNA的不同照射时间时的损伤特征进行了比较分析。实验中所用的紫外线强度与太阳光强度相当。结果表明,辐照3h以内时,UVB对DNA的构型有较明显的损伤,这可能是受到嘧啶碱基损伤的影响。相对而言,UVB对脱氧核糖和碱基的损伤要严厉得多。就碱基对的受损伤程度来说,嘧啶碱受损最严重,部分证明了环丁烷嘧啶二聚体和6-4光产物的形成。经过3h UVB照射,AT碱基对和和胞嘧啶环的堆叠程度有所瓦解,一些碱基对受到修饰。而一些拉曼特征峰强度的反复波动,则说明了长时间的紫外照射可以导致部分DNA光复活的产生。进一步分析发现,UVB以一种较快的方式对DNA产生损伤。     

应用改良彗星试验检测杀虫剂对小鼠细胞DNA的损伤

目的：检测杀虫剂（杀灭菊酯乳油）是否对小鼠外周血淋巴细胞DNA有损伤。方法：应用改良彗星试验（单细胞凝胶电泳）分别检测三个剂量组和对照组小鼠外周血淋巴细胞。结果：剂量组的彗星出现率与阴性对照组存在显著差异（P＜0．05）,而与阳性对照组差异不显著（P＞0．05）。结论：该杀虫剂对小鼠外周血淋巴细胞DNA有一定程度的损伤。     

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。     

80MeV/u20Ne10+离子对SMMC-7721细胞DNA损伤及细胞周期的影响

从辐照剂量和修复时间两个角度研究了重离子辐照对肿瘤细胞DNA损伤及细胞周期的影响,为重离子治癌的临床应用积累基础数据。不同剂量的80MeV／u^20Ne^10 辐照SMMC—7721细胞样品,利用单细胞凝胶电泳技术(Single Cell Gel Electrophoresis,SCGE)对细胞DNA损伤进行了检测,利用流式细胞技术(Flow Cytometry Methods,FCM)对细胞周期变化进行了分析。80MeV／u^20Ne^10 辐照后4小时内,SMMC—7721细胞的DNA损伤与辐照剂量呈线性关系,在0小时组其线性相关因子r为0．9621,4小时组为0．914;随着修复时间的增加,DNA损伤与辐照剂量不再线性相关,但0．5Gy,1Gy和2Gy三个剂量点的DNA损伤程度极为相近。另外,重离子辐照后SMMC—7721细胞发生S期和G2／M期阻滞现象,其随剂量变化及时间变化的规律不同于X、γ等低LET(Linear Energy Transfer)射线辐照。     

紫外辐射诱导植物叶片DNA损伤敏感性差异

单细胞凝胶电泳(彗星检测, comet assay)技术已广泛应用于动物细胞DNA损伤检测, 但在植物细胞DNA损伤检测中的应用尚不多见。本研究通过对动物细胞彗星检测方法的改进, 利用植物细胞原生质体作为材料, 研究了不同发育期九里香(Murraya panicuata)叶片对UV-B诱导的DNA损伤的敏感性差异。彗星检测结果表明, 九里香叶片DNA的损伤程度与UV-B辐射的剂量呈正相关; 在相同UV-B辐射剂量下, 九里香幼嫩叶片比成熟叶片的DNA损伤量大, 表明其幼嫩叶片对UV-B辐射的敏感性比成熟叶片高。     

UVB影响中华大蟾蜍早期胚胎发育的初步研究

为了研究UVB对两栖类动物早期胚胎发育的影响,以中华大蟾蜍为研究对象,用UVB分别以不同强度和不同时间照射其二细胞期胚胎,观察记录胚胎的发育过程、统计死亡率并在形态学上对UVB照射诱导的畸胚进行分析。结果表明,30μW／cm^2强度的UVB分别照射二细胞期胚胎20s、60s和80μW／cm。强度分别照射20s、60s、120s后,对中华大蟾蜍早期胚胎发育有促进作用,使发育过程中的死亡率降低,畸胚出现的类型较少且畸变程度低;80μW／cm。强度的UVB照射二细胞期胚胎600s,100μW／cm^2强度的UVB照射20s、60s、600s,120μw／cm。强度的UVB照射20s,导致胚胎发育过程中死亡率明显升高,畸胚数量多且畸变程度高。结论：UVB照射剂量和时间不同,对中华大蟾蜍早期胚胎发育的影响有明显差异。     

重金属诱导拟南芥原生质体DNA损伤的单细胞凝胶电泳检测

以拟南芥原生质体为实验体系,研究不同浓度的3种重金属离子对拟南芥原生质体的毒性和DNA损伤的差异。结果表明,用1-5mmol·L^-1的Zn^2＋、Cd^2＋和Cu^2＋分别处理的拟南芥原生质体,2小时内活力逐渐下降,并表现出明显的浓度依赖性：与相同浓度的Cd^2＋和Cu^2＋相比,Zn^2＋对拟南芥原生质体活力的影响程度较小,表现出较低的毒性。单细胞凝胶电泳检测发现,用0．1-0．8mmol·L^-1的Zn^2＋、Cd^2＋和Cu^2＋分别处理拟南芥原生质体30分钟,以OTM值表示的原生质体DNA损伤量随重金属离子浓度的增加而递增：相同浓度（0．5mmol·L^-1）的3种重金属离子相比,Zn^2＋对原生质体的遗传毒性明显低于Cu^2＋和Cd^2＋。综合原生质体活力和DNA损伤的单细胞凝胶电泳检测结果,发现ZnO^2＋对拟南芥原生质体的遗传毒性较低,而CdO^2＋和Cu^2＋的遗传毒性较高。本研究建立的拟南芥原生质体实验体系,结合运用单细胞凝胶电泳技术,能够快速、灵敏地检测重金属对植物细胞的遗传毒性。     

单细胞凝胶电泳技术及在土壤生态毒理学中的应用

单细胞凝胶电泳技术又称为彗星实验,是最近几年发展起来的一种快速、简单、灵敏、可靠的检测细胞核DNA损伤的技术。总结了近几年来单细胞凝胶电泳技术的发展、原理、方法及其应用,并指出其下一步的发展趋势。彗星实验中,镶嵌于琼脂糖中的细胞核在电场中向正极移动,因细胞核与DNA片段迁移速率不同,而形成类似“彗星”的图像。目前采用的彗星实验有多种,可以检测诸如DNA双链断裂、单链断裂、碱不稳定位点等多种类型的DNA损伤。碱性彗星实验因其高灵敏度而被广泛采用。彗星实验的主要步骤包括细胞核悬浮液的获得、彗星电泳胶板制备、细胞裂解、DNA变性解旋、电泳、中和、染色和观察等。目前彗星实验广泛应用于各个研究领域,近年来开始用于环境污染的基因毒性研究和生物监测,并取得了迅速发展。     

单细胞微凝胶电泳技术在人血淋巴细胞DNA损伤研究中的应用

介绍了单细胞微凝胶电泳(SCG)技术的原理和操作过程,并应用该技术研究了γ-线照射、过氧化氢(H_2O_2)、氯化镉(CdCl_2)对人血淋巴细胞DNA的损伤效应。结果表明,γ-线照射、H_2O_2和CdCl_2均能引起细胞DNA迁移长度增加,且呈显著的剂量效应关系。对未处理对照细胞DNA迁移的原因及SCG实验操作过程中应注意的事项也进行了讨论。