生物學X射線輻照儀在DNA損傷的應用



生物學X射線輻照近年來發展起來的一種放療方法,具有安全性高、使用方便、可在普通實驗室環境下使用等優點,在科研領域上,常用于取代傳統的γ源輻照。

Cellrad生物學X射線輻照儀具備130KVX射線能量,可對細胞或小動物進行照射,從而用于干細胞(骨髓移植及分化,飼養層細胞制備、細胞誘變等)DNA損傷、Cell cycle、細胞培養、血制品照射、腫瘤、信號轉導、免疫、基因治療、放射生物學、藥物研發等生物技術研究。

DNA存儲著生物體賴以生存和繁衍的遺傳信息,因此維護DNA分子的完整性對細胞至關緊要。外界環境和生物體內部的因素都經常會導致DNA分子的損傷或改變,而且與RNA及蛋白質可以在細胞內大量合成不同,一般在一個原核細胞中只有一份DNA,在真核二倍體細胞中相同的DNA也只有一對,如果DNA的損傷或遺傳信息的改變不能更正,對體細胞就可能影響其功能或生存,對生殖細胞則可能影響到后代。 所以在進化過程中生物細胞所獲得的修復DNA損傷的能力就顯得十分重要,也是生物能保持遺傳穩定性之所在。

電離輻射引起的DNA損傷

電離輻射損傷DNA有直接和間接的效應,直接效應是DNA直接吸收射線能量而遭損傷,間接效應是指DNA周圍其他分子(主要是水分子)吸收射線能量產生具有很高反應活性的自由基進而損傷DNA。電離輻射可導致DNA分子的多種變化:

 

如:HPV陽性頭頸部鱗狀細胞癌中DNA損傷修復途徑的錯誤調節有助于細胞放射敏感性

                                             

應用-1.png


B)在用增加劑量的X射線照射(0-4Gy)處理后分析OPSCC細胞的克隆形成存活。顯示的是存活的部分,其具有來自至少三次獨立實驗的標準誤差。通過單因素方差分析比較2 GySF2)的存活分數,結果顯示p <0.01UMSCC6UMSCC47),p <0.005UMSCC6UPCI-SCC090),p <0.02UMSCC74AUMSCC47),p <0.002 UMSCC74AUPCI-SCC090)。

應用-2.png

2HPV陰性和HPV陽性OPSCC細胞中DNA DSB修復的比較效率。 A)照射細胞(4Gy)并通過中性單細胞凝膠電泳測定在IR后的不同時間點測量DNA DSB 顯示%尾DNA,其具有與至少三個獨立實驗的標準偏差,標準化為IR后(0分鐘)立即觀察到的水平,其設定為100%。 * p <0.05** p <0.01*** p <0.005,通過在每個特定時間點相對于UMSCC6細胞的各細胞中歸一化的%尾DNA值的一個樣品t-檢驗進行分析。

B)通過中性彗星試驗可視化的OPSCC細胞的代表性圖像,證明HPV陽性對HPV陰性OPSCC細胞中DNA DSB的缺陷修復。

 

文章來源:Misregulation of DNA damage repair pathways in HPV-positive head and neck squamous cell carcinoma contributes to cellular radiosensitivityCatherine M. Nickson1, Parisa Moori1, Rachel J. Carter1, Carlos P. Rubbi1, Jason L. Parsons1




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