大鼠前列腺癌細胞(RAT-1)X線及重粒子(碳離子)照射放射生物學(xué)效應(yīng)的實驗研究.pdf

1、第一部分大鼠前列腺癌細胞(RAT-1)乏氧狀態(tài)下放射敏感性的實驗研究
　　 目的：研究不同乏氧狀態(tài)下大鼠前列腺癌細胞系RAT-1對光子(X線)及重粒子(碳離子)照射的放射敏感性。
　　 材料與方法：實驗中使用兩種不同的乏氧裝置：乏氧培養(yǎng)箱和乏氧照射盒(Hvooxia Chamber，GSI專利)。準(zhǔn)備處于對數(shù)生長期的大鼠前列腺癌細胞樣品，分別進行慢性乏氧(0.5％氧濃度，24小時)和/或急性乏氧(0.5％氧濃度，2小時)

2、處理，并在一定時間點進行光子照射(X線)和重粒子束流照射(碳離子，C12)。照射后的細胞分別行克隆存活實驗(Clonogenic Formation Assay，CFA)，計算得出存活分?jǐn)?shù)(SF)后用線性二次方程擬合存活曲線。
　　 結(jié)果：兩種不同裝置--乏氧培養(yǎng)箱和乏氧照射盒(Hypoxia Chamber)產(chǎn)生的乏氧狀況下，大鼠前列腺癌RAT-1分別接受到光子(X線)和碳離子照射，結(jié)果顯示：①在細胞存活曲線上達到相同的殺傷水

3、平所需的物理劑量明顯減小，X線需要約7.2Gy可以達到10％的存活水平，而碳離子僅僅需要2.8Gy，其相對生物學(xué)效應(yīng)(RBE)約為2.6；②進一步研究發(fā)現(xiàn)，碳離子對氧的依賴性相對光子射線來說較小，其氧增益比OER，在10％和1％的存活水平都大約為1，光子的OER約為1.1左右(1.05-1.1)；在乏氧照射盒實驗中碳離子的OER分別為1.1，而X線的OER卻為2.7。
　　 結(jié)論：在乏氧前列腺癌細胞(RAT-1)的實驗中，碳離子

4、的殺傷效果較光子射線明顯，其RBE為2.6左右，顯示強大的殺傷效果；同時碳離子對氧離子的依賴較小，OER大致等于或者略微>1，然而X線的OER卻大得多，在1.1到2.7之間。因此，與光子射線比較，碳離子的生物學(xué)效應(yīng)明顯升高，并且不受腫瘤細胞所處氧環(huán)境的影響或者影響較小。結(jié)果表明碳離子照射相對于傳統(tǒng)的光子射線來講，對腫瘤的殺傷效果明顯提高，并對乏氧后放射抵抗的細胞具有有效的殺傷作用。
　　 第二部分大鼠前列腺癌細胞(RAT-1)與

5、正常腸上皮細胞(IEC-6)照射后共培養(yǎng)的實驗研究
　　 目的：研究接受光子射線和碳離子照射后的大鼠前列腺癌細胞RAT-1與大鼠正常腸上皮細胞IEC-6進行共同培養(yǎng)及兩種細胞之間的相互作用和影響。
　　 材料與方法：實驗中使用兩種不同的乏氧裝置：乏氧培養(yǎng)箱和乏氧照射盒。準(zhǔn)備處于對數(shù)生長期的大鼠前列腺癌細胞RAT-1，分別進行慢性乏氧(0.5％氧濃度，24小時)和/或急性乏氧(0.5％氧濃度，2小時)處理，然后行光子照射(

6、X線)和碳離子束流照射。照射后的RAT-1細胞與正常腸上皮細胞IEC-6共同培養(yǎng)行克隆存活實驗(Clonogenic Formation Assay，CFA)。主要的觀察指標(biāo)為：①細胞接種的貼壁率(Plating efficiency，PE)，計算共培養(yǎng)PE與單獨培養(yǎng)PE的比值。②然后計算兩種細胞在各自單獨培養(yǎng)和共培養(yǎng)條件下的存活率，并計算兩者的比值。
　　 結(jié)果：RAT-1細胞和IEC-6細胞共同培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)正常細胞系IEC-6

7、其接種貼壁率(Plating efficiency，PE)上升，共培養(yǎng)PE與單獨培養(yǎng)PE比值>1，在有氧環(huán)境中為1.0914，在慢性乏氧條件下為1.0881。在X線照射實驗中，無論是有氧還是乏氧條件下，共培養(yǎng)的IEC-6細胞存活率均出現(xiàn)上升。有氧條件下共培養(yǎng)的存活率與單獨培養(yǎng)的存活率的比值在與接受0Gy，2Gy和6Gy的劑量照射的RAT-1共培養(yǎng)后，其存活率的比值分別為1，1.0482和1.0405；然而腫瘤細胞RAT-1的存活率未見明

8、顯提高，其比值均小于1或者約為1；在其后的碳離子照射實驗中，無論有氧還是慢性乏氧條件下，共培養(yǎng)的腫瘤細胞RAT-1和正常腸上皮細胞IEC-6的存活率均未見明顯提高，共同培養(yǎng)與單獨培養(yǎng)存活率的比值都約為1左右。
　　 結(jié)論：共培養(yǎng)實驗結(jié)果顯示無論在有氧條件下還是乏氧環(huán)境中，受到X線照射的腫瘤細胞RAT-1對正常腸上皮細胞IEC-6長影響較大，促進IEC-6細胞的存活率提高；與之不同，正常腸上皮細胞IEC-6對腫瘤細胞RAT-1的影