辐射致人胚肺细胞转化与hprt基因突变的关系
作者：樊飞跃 杨素霞 曹珍山 李 煜 周淑珍 涂开成 刘国廉
单位：100850 北京放射医学研究所
关键词：
中华放射医学与防护杂志980313.htm
辐射致癌是电离辐射远后效应的主要损伤形式，但是对于辐射致癌机理，目前尚缺少令人信服的共识。本研究观察了辐射所致人胚肺细胞体外转化及细胞hprt基因突变的损伤效应，探讨了辐射致癌与辐射致突效应之间的关系。
1 材料和方法
1.1 人胚肺细胞：本实验室建立的HEL\|9402细胞系。正常二倍体核型(2n=46)。培养于15%小牛血清RPMI\|1640培养基中。
, http://www.100md.com 1.2 作用因子：60Coγ射线剂量分组分别为0.25，0.5，1，3，5Gy。
1.3 半固体琼脂培养：取直径6cm平皿，接种1000个细胞。底层琼脂浓度0.5%，上层0.33%，37℃培养14天，显微镜下计数细胞集落。
1.4 hprt基因突变检测：采用CB法[1]。照射后第4代人胚肺细胞分两组，一组加入终浓度为0.1mmol/L的6\|TG(6\|thioguanine),37℃培养30小时，再向两组加入终浓度为6μg/ml的细胞松弛素B，继续培养42小时。甲醇冰醋酸固定，Giemsa染色。显微镜下计数双核或多核细胞数。
1.5 hprt变异子数：含6\|TG培养1000个细胞中双核或多核细胞数除以不含6\|TG培养1000个细胞中双核或多核细胞数。
2 结果
, 百拇医药
2.1 γ射线致人胚肺结果半固体琼脂集落形成能力的改变：0.25\|5Gy60Coγ射线后第20代人胚肺细胞半固体琼脂培养集落形成能力明显增强(表1)。
表1 照射后第20代人胚肺细胞半固体琼脂集落形成能力 吸收剂量(Gy)
样本数
集落形成率(‰)
0.0
7
0.14±0.38
0.25
6
1.00±0.63*
, 百拇医药
0.5
4
2.75±0.96**
1.0
6
4.17±1.33**
3.0
6
11.00±2.53**
5.0
6
17.33±2.80**
, 百拇医药
*P<0.05;**:P<0.012.2 γ射线致人胚肺细胞hprt基因突变：γ射线作用后第4代的人胚肺细胞，hprt基因突变变异子数除0.25Gy剂量组外，在各剂量组均明显增加(表2)。
表2 辐射致人胚肺细胞hprt基因突变
吸收剂量(Gy)
双核或多核细胞数/1000细胞
变异子数
未加6\|TG
加6\|TG
0.0
208.20±10.11
, http://www.100md.com
21.00±3.16
0.1009±0.0159
0.25
211.00±11.22
30.40±4.59
0.1441±0.0231
0.5
204.60±11.94
34.80±3.76
0.1701±0.0209\+*
1.0
, http://www.100md.com 200.00±14.56
39.60±3.61
0.1980±0.0231\+*
3.0
192.60±13.41
73.60±5.46
0.3821±0.0389\+**
5.0
195.20±14.84
114.60±9.39
0.5871±0.0656\+**
, 百拇医药
*:P<0.05;**:P<0.01;n=5
2.3 辐射致细胞转化与细胞hprt基因突变的相关性：60Coγ射线导致人胚肺细胞半固体琼脂培养集落形成能力及细胞hprt基因突变频率随剂量的变化，均表现为逐渐增加的变化规律。统计回归分析表明，细胞hprt基因突变频率与细胞半固体琼脂培养集落形成率的关系满足直线方程：Y=-3.46+36.14X(r=0.9969)。
3 讨论
hprt基因对于电离辐射较为敏感。许多研究工作者致力于不同LET辐射[2]和不同剂量率照射条件下[3]，辐射诱发hprt基因突变规律和特点的研究。也有部分研究工作者，开展了辐射诱发细胞hprt基因突变谱的分析[4]。但是，对于辐射诱发hprt基因突变与辐射致癌效应之间的定量关系，目前尚缺少系统的研究。本研究表明，γ射线作用后，人胚肺细胞hprt基因发生突变，同时观察到辐射诱发的细胞转化效应。细胞hprt基因突变频率与辐射诱发细胞转化效应随60Coγ射线照射剂量的增加而逐渐增高或加强。统计学分析表明，辐射所致细胞hprt基因突变效应与辐射诱发的细胞转化效应之间存在着线性相关关系(P<0.01)，辐射诱发的细胞转化随着细胞hprt基因突变频率的增高而增强。这一结果提示，辐射致癌效应与电离辐射所致细胞hprt基因突变效应密切相关。进一步深入研究辐射所致细胞hprt基因突变与辐射诱发的细胞转化效应之间的关系，对于从分子水平上阐明辐射致癌效应的机理具有重要的意义。参考文献
, 百拇医药
1 Norman A,Mitchell JC,Iwamoto KS.A sensitive assay for 6\|thioguanine\|resistant lymphocytes.Mutat Res,1988,208:17.
2 Kataoka Y,Perrin J,Grdina DJ.Induction of hprt mutations in mice after exposure to fission\|spectrum neutrons of 60Co gamma rays.Radiat Res,1993,136(2):289.
3 Furuno\|Fukushi I,Tatsumi K,Takahagi M,et al.Quantitative and qualitative effect of gamma\|ray dose\|rate on mutagenesis in human lymphoblastoid cells.Int J Radiat Biol,1996,70:209.
4 Bao CY,Ma AH,Evans HH,et al.Molecular analysis of hypoxanthine phosphoribosyltransferase gene deletions induced by alpha\| and X\|radiation in human lymphoblastoid cells.Mutat Res,1995,329:1.
(收稿：1996-12-03 修回：1997-01-23), 百拇医药
单位：100850 北京放射医学研究所
关键词：
中华放射医学与防护杂志980313.htm
辐射致癌是电离辐射远后效应的主要损伤形式，但是对于辐射致癌机理，目前尚缺少令人信服的共识。本研究观察了辐射所致人胚肺细胞体外转化及细胞hprt基因突变的损伤效应，探讨了辐射致癌与辐射致突效应之间的关系。
1 材料和方法
1.1 人胚肺细胞：本实验室建立的HEL\|9402细胞系。正常二倍体核型(2n=46)。培养于15%小牛血清RPMI\|1640培养基中。
, http://www.100md.com 1.2 作用因子：60Coγ射线剂量分组分别为0.25，0.5，1，3，5Gy。
1.3 半固体琼脂培养：取直径6cm平皿，接种1000个细胞。底层琼脂浓度0.5%，上层0.33%，37℃培养14天，显微镜下计数细胞集落。
1.4 hprt基因突变检测：采用CB法[1]。照射后第4代人胚肺细胞分两组，一组加入终浓度为0.1mmol/L的6\|TG(6\|thioguanine),37℃培养30小时，再向两组加入终浓度为6μg/ml的细胞松弛素B，继续培养42小时。甲醇冰醋酸固定，Giemsa染色。显微镜下计数双核或多核细胞数。
1.5 hprt变异子数：含6\|TG培养1000个细胞中双核或多核细胞数除以不含6\|TG培养1000个细胞中双核或多核细胞数。
2 结果
, 百拇医药
2.1 γ射线致人胚肺结果半固体琼脂集落形成能力的改变：0.25\|5Gy60Coγ射线后第20代人胚肺细胞半固体琼脂培养集落形成能力明显增强(表1)。
表1 照射后第20代人胚肺细胞半固体琼脂集落形成能力 吸收剂量(Gy)
样本数
集落形成率(‰)
0.0
7
0.14±0.38
0.25
6
1.00±0.63*
, 百拇医药
0.5
4
2.75±0.96**
1.0
6
4.17±1.33**
3.0
6
11.00±2.53**
5.0
6
17.33±2.80**
, 百拇医药
*P<0.05;**:P<0.012.2 γ射线致人胚肺细胞hprt基因突变：γ射线作用后第4代的人胚肺细胞，hprt基因突变变异子数除0.25Gy剂量组外，在各剂量组均明显增加(表2)。
表2 辐射致人胚肺细胞hprt基因突变
吸收剂量(Gy)
双核或多核细胞数/1000细胞
变异子数
未加6\|TG
加6\|TG
0.0
208.20±10.11
, http://www.100md.com
21.00±3.16
0.1009±0.0159
0.25
211.00±11.22
30.40±4.59
0.1441±0.0231
0.5
204.60±11.94
34.80±3.76
0.1701±0.0209\+*
1.0
, http://www.100md.com 200.00±14.56
39.60±3.61
0.1980±0.0231\+*
3.0
192.60±13.41
73.60±5.46
0.3821±0.0389\+**
5.0
195.20±14.84
114.60±9.39
0.5871±0.0656\+**
, 百拇医药
*:P<0.05;**:P<0.01;n=5
2.3 辐射致细胞转化与细胞hprt基因突变的相关性：60Coγ射线导致人胚肺细胞半固体琼脂培养集落形成能力及细胞hprt基因突变频率随剂量的变化，均表现为逐渐增加的变化规律。统计回归分析表明，细胞hprt基因突变频率与细胞半固体琼脂培养集落形成率的关系满足直线方程：Y=-3.46+36.14X(r=0.9969)。
3 讨论
hprt基因对于电离辐射较为敏感。许多研究工作者致力于不同LET辐射[2]和不同剂量率照射条件下[3]，辐射诱发hprt基因突变规律和特点的研究。也有部分研究工作者，开展了辐射诱发细胞hprt基因突变谱的分析[4]。但是，对于辐射诱发hprt基因突变与辐射致癌效应之间的定量关系，目前尚缺少系统的研究。本研究表明，γ射线作用后，人胚肺细胞hprt基因发生突变，同时观察到辐射诱发的细胞转化效应。细胞hprt基因突变频率与辐射诱发细胞转化效应随60Coγ射线照射剂量的增加而逐渐增高或加强。统计学分析表明，辐射所致细胞hprt基因突变效应与辐射诱发的细胞转化效应之间存在着线性相关关系(P<0.01)，辐射诱发的细胞转化随着细胞hprt基因突变频率的增高而增强。这一结果提示，辐射致癌效应与电离辐射所致细胞hprt基因突变效应密切相关。进一步深入研究辐射所致细胞hprt基因突变与辐射诱发的细胞转化效应之间的关系，对于从分子水平上阐明辐射致癌效应的机理具有重要的意义。参考文献
, 百拇医药
1 Norman A,Mitchell JC,Iwamoto KS.A sensitive assay for 6\|thioguanine\|resistant lymphocytes.Mutat Res,1988,208:17.
2 Kataoka Y,Perrin J,Grdina DJ.Induction of hprt mutations in mice after exposure to fission\|spectrum neutrons of 60Co gamma rays.Radiat Res,1993,136(2):289.
3 Furuno\|Fukushi I,Tatsumi K,Takahagi M,et al.Quantitative and qualitative effect of gamma\|ray dose\|rate on mutagenesis in human lymphoblastoid cells.Int J Radiat Biol,1996,70:209.
4 Bao CY,Ma AH,Evans HH,et al.Molecular analysis of hypoxanthine phosphoribosyltransferase gene deletions induced by alpha\| and X\|radiation in human lymphoblastoid cells.Mutat Res,1995,329:1.
(收稿：1996-12-03 修回：1997-01-23), 百拇医药