文档介绍：第二军医大学
硕士学位论文
DNA损伤修复相关蛋白基因表达与辐射剂量关系研究
姓名:李明娟
申请学位级别:硕士
专业:放射医学
指导教师:闵锐
2011-05
DNA 损伤修复相关蛋白表达与辐射剂量关系的研究
中文摘要
随着核能和放射能越来越广泛地应用,伴随的辐射对环境和人类健康的影响也越
来越引起人们的关注。在前苏联切尔诺贝利核电站事故给人类带来灾难性后果的记忆
尚未完全消除之际,2011 年 3 月 11 日日本强烈地震造成福岛核电站放射性泄露事故
又引起世界范围的辐射危害担忧,人们不得不思考如何在有效利用核能和放射能的同
时,确保人类健康不受损害,人类生存环境不受污染这类问题。研究和解决这些问题
一方面要求加深对各种电离辐射诱导生物学效应发生发展规律的认识,准确科学评估
核能和放射能安全应用过程中可能带来的辐射健康危害,另一方面要着眼于发生辐射
事故的可能性,积极开展事故医学救援关键方法和技术的研究。
在放射性危害评估及各类放射损伤的诊断和治疗中,快速准确评估生物受照剂量
具有重要作用,因此积极发展新的准确快速评估生物受照剂量的方法和技术对于提高
放射危害的医学防治水平,提升紧急医学救援核、放射事故的能力具有重要作用和意
义。鉴于现有物理和化学方法在测定生物受照剂量中的诸多限制和不足,发展和利用
生物效应指标评来估人员受照剂量已成为国际普遍认可的手段,是目前辐射生物学、
辐射剂量学和辐射防护学界倍受关注的研究领域。
所谓生物剂量计是指通过分析受照者体内与受照剂量存在一定关联的生物学效
应指标来评估人员受照射剂量的一种剂量评估方法。由于不同种类和能量的射线无论
以何种照射方式照射,生物效应是射线能量在生物体内沉积的终末反应,利用这些效
应指标评来估生物受照剂量不受辐照空间几何条件和其他环境因素的限制,不需重建
辐射场,与物理和化学方法比其剂量评估结果也更具忠实性和代表性。此外,由于生
物采样和分析都比较方便,很容易做到高通量快速分析。因此,在突发核、放射事故
大量人群需要进行快速受照剂量筛查以及在需要对受照者进行回顾性受照剂量调查
等重要场合,用生物指标来评估受照剂量已被国际公认为首选方案。然而过去几十年
的实践经验证明,即使被认为是评估生物辐射剂量“金标准”的淋巴细胞动力学(如
绝对值计数)和细胞学(如染色体畸变)方法,无论在剂量和时间响应范围还是在快
速准确分析方面均存在明显不足。首先,随着暴露剂量增高外周淋巴细胞数很快下降
为零;其次,以染色体畸变率评估暴露剂量需要计数足够量的分裂相细胞其结果的准
确性和可靠性才会达到统计学要求,而随照射剂量增加淋巴细胞数和细胞的分裂能力
均下降,因此在大剂量照射情况下由于得不到足够的分裂相计数细胞,染色体畸变指
标在剂量评估中的准确性和可靠性难以保证;最后,染色体畸变分析获得结果至少需
要 48-72 小时,且这种分析非常依赖专业实验室和技术人员的经验和操作技术熟练程
度,不适合核事故紧急医学救援现场剂量快速简捷分析的要求。因此,进一步研究筛
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选新的生物效应指标,在此基础上建立特异、快速、灵敏、便捷和可靠的分析方法技
术遂成为提升,提高目前核与放射事故医学救治
能力的当务之急。
随着新理论、新方法和新技术的运用,一些在基因和蛋白水平具有指示辐射剂量
潜力的新指标不断被发现和报道[1-2]。ATM (Ataxia Telangiectasia Mutated )是一种在感
应和传递 DNA 双链断裂损伤信号、启动损伤 DNA 修复中起着重要作用的功能蛋白。
DNA 双链断裂时,ATM 蛋白自身被磷酸化,同时激活并调节一系列修复相关蛋白,
包括 H2AX,RAD50,NBS1,Mre11,CHk1、2,c-AB1,BRCA1 等,导致这些重要
功能蛋白相继聚集在 DNA 双链断裂部位,促进 DNA 损伤的修复[3]。本世纪初便有报
道,正常人皮肤成纤维细胞 BRCA1 的表达量与辐射剂量存在良好关系,当辐照剂量
分别为 5、10 和 20Gy 时,BRCA1 的表达量分别为、和 [4]。最近报道,
H2AX 和 ATM 蛋白的活化与辐射剂量存在某种潜在联系,研究发现照射后 30
分钟即可检测到 ATM 蛋白的活化信号,4Gy 照射后 3 小时仍可检测到较高强度的蛋
白活化荧光灶(foci)[5-6]。
鉴于 DNA 损伤的严重程度与辐射剂量存在直接关联,而 DNA 损伤程度与 DNA
修复相关蛋白的表达、聚集和活化量之间存在的潜在量效