氡和晚期混合裂变产物遗传毒效应的比较研究

论文摘要

目的:探讨不同类型辐射体在遗传损伤特点、剂量-效应关系和作用机制等方面的差异,为放射性核素遗传毒性的安全评价提供实验依据。方法:采用HD-3型多功能移动式氡室对24只Wistar大鼠动态吸入染毒,分为对照组和三个实验组,累积暴露剂量分别为60、90、120工作水平月（WLM）。链酶蛋白酶消化加细胞刷刷洗法提取大鼠气管-支气管上皮细胞,心脏穿刺取血以获得外周血淋巴细胞,同时取肺组织经甲醛固定。多核细胞法和胞松素阻滞微核法分别检测外周血淋巴细胞和气管-支气管上皮细胞的hprt突变和微核发生情况。气管-支气管上皮细胞在改良的F12培养基中培养,后进入转化细胞筛选,得到的转化细胞系在第8代时收集细胞用于RT-PCR检测,在传代结束时收集细胞用于Western Blot分析。采用链酶亲和素-过氧化物酶复合物免疫组织化学法测定肺组织p53和p16蛋白,链酶抗生物素蛋白-过氧化酶法测定cox-2的表达。48只Wistar大鼠用于晚期混合裂变产物染毒,随机分成1个对照组,4个不同累积剂量实验组和4个不同剂量率实验组。经大鼠尾静脉注入放射性比活度为（3.4023×105）Bq/ml的混合裂变产物,注入后间隔3,9,15,21d心脏穿刺取血;各剂量率组大鼠经尾静脉分别注入不同放射性比活度的混合裂变产物,注入后相应时间（累积剂量近于相等）心脏穿刺取血。以体细胞hprt突变和微核发生为效应终点,对氡和晚期混合裂变产物内照射的遗传毒效应进行比较毒理学研究。实验数据采用SPSS10.0统计软件包分析,并拟合剂量-效应曲线。结果:随着氡累积暴露量的增加,外周血淋巴细胞和气管-支气管上皮细胞的hprt突变频率均相应增加,有明显的剂量-效应关系,拟合的函数方程为y=1.785×10-5x2+0.001174x+1.054和y=3.538×10-5x2+0.0008338x+1.032 ;微核率变化的函数方程分别为直线模型和直线平方模型:y = 0.1272x + 2.6546和y = 0.0006x2 - 0.0203x + 4.8598。气管-支气管上皮细胞经筛选培养,在90WLM和120WLM实验组大鼠各得到一个转化细胞系,命名为A和B。检测结果显示,p53和cox-2基因的mRNA和蛋白表达水平上调,而p16基因的mRNA和蛋白表达水平下调。肺组织免疫组化结果表明,p53蛋白的阳性表达率和cox-2的表达量均随暴露剂量的增加而增加,p16蛋白的阳性表达率在暴露剂量达90WLM后开始下降。随着混合裂变产物累积剂量和剂量率的增加, MNR随之增加,均可拟合为二次多项式,分别为y = 4.5407+1.3958x-0.0266x2和y = 4.5659+0.5167x-0.0034x2。对上述结果比较毒理学分析表明:晚期混合裂变产物作用时,单位剂量诱发的hprt突变频率和微核率的改变在低剂量区较明显;氡暴露时,单位剂量诱发的hprt突变频率和微核率随剂量改变不同,hprt突变频率有一明显的敏感剂量区间,而微核率则随剂量增加而明显升高。但同一剂量点hprt突变频率与微核率的比值随剂量增加而降低,氡和混合裂变产物有相同的变化趋势。结论:1.在氡诱发大鼠气管-支气管上皮细胞转化过程中,p53、p16和cox-2基因可能发挥了重要的作用。氡暴露后,hprt突变率和微核率均呈现良好的剂量-效应关系,有望成为氡暴露的生物剂量计和遗传毒性标志物。对两者的联合检测,应在敏感剂量区间进行。2.微核、DNA损伤和hprt突变可作为晚期混合裂变产物内照射的敏感指标,并有明显的剂量效应关系,有可能成为晚期混合裂变产物遗传毒性评价和剂量估算的效应标志物,但在低剂量区较为适用。3.氡和混合裂变产物内照射时,由于它们的进入途径和辐射类型不同,以外周血淋巴细胞hprt突变和微核发生为遗传损伤检测指标时,尽管具有不同的剂量-效应关系,但也有一些共性的辐射损伤特点,即hprt突变率/微核率均随剂量增加而减少,提示,随剂量增加有更多的遗传物质的片段性丢失。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 引言
• 第一部分 氡暴露大鼠遗传毒效应的研究
• 第一节 大鼠气管-支气管上皮细胞的提取、鉴定和培养
• 1. 材料和方法
• 2. 结果
• 3. 讨论
• 第二节 氡及其子体诱发大鼠体细胞 hprt 位点突变、微核发生 和 DNA 损伤
• 1. 材料和方法
• 2. 结果
• 3. 讨论
• 第三节 氡暴露对大鼠气管-支气管上皮细胞转化的影响
• 1. 材料和方法
• 2. 结果
• 3. 讨论
• 第二部分 晚期混合裂变产物诱发的大鼠遗传毒效应的研究
• 1. 材料和方法
• 2. 结果
• 3. 讨论
• 第三部分 氡和晚期混合裂变产物遗传毒效应的比较
• 1. 材料和方法
• 2. 结果
• 3. 讨论
• 结论
• 参考文献
• 综述
• 参考文献
• 攻读学位期间学术活动总结
• 英文缩略词表
• 致谢