Monte Carlo模拟在细胞辐射损伤中的应用

本文利用Monte Carlo方法模拟细胞辐射损伤过程，以提供精确微观的数字化损伤产额结果。采用MCDS／MCER／VC系列程序模拟研究了电子束照射下DNA损伤产额随能量的变化，结果表明低能电子更容易造成DNA双链断裂。依据MCDS／MCER输出的SSB和OTHER产额，计算了酶解DSB产额，结果显示，入射能量变化对酶解DSB产额影响很小，但不同的修复机制却对其存在显著影响。采用能谱加权的方法得到了5种β放射性核素（Lu-177，Cu-67，Re-186，Re-188和Y-90）对DNA损伤的产额，结果表明低能核素Lu-177，Cu-67的DSB损伤产额略大，而SSB、OTHER和ALL产额略小。5种核素对DSB产额的影响相对最大，对SSB产额的影响相对最小。基于实验数据，利用VC程序得到两种模型细胞的存活曲线及相关参数。在此模型基础之上，模拟了修复时间对细胞存活曲线的影响。     

^7Li和^12C离子致DNA损伤的研究

脱氧核糖核酸(DNA)是生物体中一类重要的大分子。它是遗传信息的载体，也是辐射生物学效应的最重要的靶分子。电离辐射可引起DNA多种类型的损伤，其中双链断裂(DSB)是辐射所致生物效应中最重要的原初损伤。此实验旨在用原子力显微镜(AFM)研究重离子辐射诱发的DNA双链断裂。     

单能电子诱发DNA损伤的理论计算

利用径迹结构的方法模拟了单能电子从入射DNA水溶液到最终产生DNA损伤的早期物理和化学变化过程。着重研究了直接能量沉积导致碱基损伤的判断方法、DNA损伤穷举分类的定义及计算机实现方法，以及确定自由基产生位置的随机抽样方法。结果表明：物理、化学径迹与DNA的反应主要以NB（nobreak）的形式存在，而在链断裂中，主要也以易修复的单链断裂(SSB)为主；在为数不多的双链断裂（DSB）中，复杂DSB占到相当数量的份额。验证了DNA是辐射作用主要“靶”的假定。     

35 γ射线诱导DNA双链断裂的研究

DNA是生物体中一类最基本的大分子，是遗传信息的载体，也是电离辐射引致细胞杀伤或转化的主要靶分子。电离辐射可引起多种类型的损伤，如碱基变化、糖基损伤、单链和双链断裂（DSB）以及DNA和蛋白质的交联等。其中DSB是辐射所致生物效应中最重要的原初损伤，非重接性的DSB则被认为是细胞杀伤效应的最重要的损伤。     

γ射线诱导DNA双链断裂的研究

DNA是生物体中一类最基本的大分子,是遗传信息的载体,也是电离辐射引致细胞杀伤或转化的主要靶分子。电离辐射可引起多种类型的损伤,如碱基变化、糖基损伤、单链和双链断裂(DSB)以及DNA和蛋白质的交联等。其中DSB是辐射所致生物效应中最重要的原初损伤,非重接性的DSB则被认为是     

γ射线诱导DNA损伤中DNA浓度的影响

作为生物体中的一类基本生物大分子，DNA是离子辐射引致生物效应的关钆靶分子。双链断裂（DSB）是辐射所致生物效应中最重要的原初损伤，非重接性的DSB则被认为是细胞杀伤效应的最重要的损伤。在辐射损伤过程中，射线品质、剂量以及生物体的辐射敏感性等对生物体的损伤程度都有重要影响，已有很多涉及这些方面的报道。DNA浓度可能也是影响辐射致DNA损伤程度的重要因素。     

电离辐射诱导体外DNA链断裂机理研究进展

概述了电离辐射诱导体外DNA单链断裂（SSB）和双链断裂（DSB）的形成机理。研究结果表明，DNA链断裂产额与DNA浓度和自由基清除剂的清除有力有关。并受DNA超螺旋度的影响。DNAαDSBB除可由直接作用形成外，还可分别由单自由基传递机制和LMDS机制产生；对LET辐射，αDSB主要由LMDS机制产生，而硫醇类化合物对DNA的辐射保护作用则随其电荷态的增加而增加；由于次级自由基反应，体外DNA链断裂具有反向氧效应；非均一动力学的柱模型被广泛地应用于OH等自由基与DNA反应的理论研究。     

重离子辐照诱导DNA双链断裂的剂量率效应

利用不同剂量率的50MeV/u^12C^6 辐照B16黑色素瘤细胞的脱蛋白DNA,采用脉冲场凝胶电泳技术对DNA双链断裂（DSB）的诱导和片段的分布进行了研究。结果发现,在剂量率分别为3Gy/min和30Gy/min的情况下,DNA片段释放百分比（PR）都随着剂量的增加而增加,并在超过一定剂量之后趋于相似的准阈值;3Gy/min辐照诱导DSB的产额为0.40DSBs(100Mbp.Gy）,30Gy/min辐照诱导的DSB产额准确值无法得到;30Gy/min辐照诱导DSB的截面为2.14μm^2,是3Gy/min的3.1掊。所有结果都表明剂量率越高,诱导DSB越有效。另外,3Gy／min辐照诱导DSB片段在－860kbp处有一个片段峰,而30Gy/min没有,说明剂量率可以影响DSB片段的分布。     

DNA分子及其双链断裂碎片的AFM观测

生物大分子DNA是生命信息的载体,是辐射生物学效应最重要的靶分子。为了进一步研究辐射致DNA损伤的机理,首先需要掌握观测DNA分子及其双链断裂(Double Strand Breaks,DSB)碎片的技术。在大气状态下,使用先进的原子力显微镜(AFM)技术获得了3种经过提纯的DNA分子的直观图像;在水溶液中,利用~(241)Am-α源辐照装置对其中一种DNA分子进行了低剂量照射,利用AFM     

DNA分子及其双链断裂碎片的AFM观测

DNA是生命信息的载体,是辐射生物学效应最重要的靶分子。研究DNA辐射损伤机理,需掌握观测DNA分子及其双链断裂(Double Strand Breaks,DSB)碎片的技术。在大气状态下,使用原子力显微镜(AFM)技术获得了3种经提纯的DNA分子的直观图像。在水溶液中,利用^241Am-α源辐照装置对其中一种DNA分子作低剂量照射,首次获得了DNA双链断裂碎片的AFM图像。为研究不同类型辐射-特别是重离子辐射-导致的DNA双链断裂几率的统计模型,做了技术准备。     

电离辐射致DNA双链断裂研究方法及统计模型

DNA既是生命物质中信息的载体,也是辐射生物效应最主要的靶分子.电离辐射通过射线的直接作用和间接作用引起DNA分子的多类型损伤,其中DNA双链断裂(Double-strand breaks,DSB)是辐射引起的各种生物效应中最重要的原初损伤之一,成为辐射生物学研究的重点.目前DSB研究的主要方法包括拉曼光谱技术、原子力显微镜、单细胞凝胶电泳、脉冲场凝胶电泳、γH2AX分析技术、早熟染色体凝集等,研究DSB的统计模型包括随机断裂模型、Moment法、Tsallis熵模型、平均分子量法,在此均得到总结,最后探讨了DSB辐照热点的研究前景.     

γ辐照对枯草芽孢杆菌营养体的损伤

选用不同剂量γ射线辐照枯草芽孢杆菌营养体,分别用细胞计数、黄嘌呤氧化及脉冲场凝胶电泳法分析了辐照后的细胞存活率、胞内SOD活性及细胞DNA双链断裂水平。研究发现,随着γ辐照吸收剂量的增大,细胞存活率不断下降;SOD活性随剂量的变化无明显的规律;DNA双链断裂水平与细胞存活率密切相关,DNA的释放百分比和断裂水平值随辐照剂量增加而不断增大。结果表明：γ辐照对枯草芽孢杆菌营养体有较高的灭活能力,其损伤效果可能与SOD活性及双链断裂相关。     

低能光子致DNA链断裂的蒙特卡罗模拟研究

为研究不同类型和能量的粒子照射细胞核DNA时导致的DNA损伤等辐射生物效应,建立了DNA、染色质原子模型,并开发了纳剂量蒙特卡罗程序NASIC。该程序可模拟包括光子、电子、质子在内的多种粒子在生物介质中的作用过程,既包括物理和化学径迹结构,也包括后续的生物响应过程。使用NASIC程序模拟了~(137)Cs源、Al的K层特征X射线(Al_K)源照射哺乳动物细胞后造成的单链断裂和双链断裂产额。研究结果表明,本文使用的DNA原子模型更加接近真实结构,DNA双链断链产额计算结果与实验值吻合较好。     

Improved modelling of helium and tritium production for spallation targets

Reliable predictions of light charged particle production in spallation reactions are important to correctly assess gas production in spallation targets. In particular, the helium production yield is important for assessing damage in the window separating the accelerator vacuum from a spallation target, and tritium is a major contributor to the target radioactivity. Up to now, the models available in the MCNPX transport code, including the widely used default option Bertini-Dresner and the INCL4.2-ABLA combination of models, were not able to correctly predict light charged particle yields. The work done recently on both the intranuclear cascade model INCL4, in which cluster emission through a coalescence process has been introduced, and on the de-excitation model ABLA allows correcting these deficiencies. This paper shows that the coalescence emission plays an important role in the tritium and ³He production and that the combination of the newly developed versions of the codes, INCL4.5-ABLA07, now lead to good predictions of both helium and tritium cross-sections over a wide incident energy range. Comparisons with other available models are also presented.     

UVC诱导的枯草芽孢杆菌DNA双链断裂及影响因素探讨

为探讨短波紫外线（Ultraviolet C，UVC）对枯草芽孢杆菌基因组DNA的损伤效应，探讨研究方法和材料对结果的影响，以枯草芽孢杆菌为研究材料，分别对其菌体样品及DNA样品进行不同剂量的UVC辐照，采用8h、16h、24h脉冲场凝胶电泳分离DNA片段。结果发现，16h脉冲场凝胶电泳最能反映DNA的双链断裂程度。对16h电泳图进行数据分析发现，随UVC辐照剂量的增大DNA释放百分比递增；菌体样品在辐照剂量17．8J／cm^2处其DNA双链断裂产额最大，而DNA样品的最大双链断裂产额出现在辐照剂量为72．7J／cm^2处；另外，同辐照剂量下菌体样品的释放百分比和菌体DNA双链断裂产额均高于DNA样品。结果表明，UVC诱导的枯草芽孢杆菌DNA双链断裂程度与辐照剂量及辐照样品密切相关。     

Tip60过表达对细胞DNA辐射损伤修复及细胞周期的影响

为了探讨Tip60对细胞DNA损伤修复及细胞周期的影响及其相关机制,通过在U2OS细胞中稳定转染外源Tip60基因,分析了细胞增殖能力及DNA双链断裂修复能力,以及辐射后引起的细胞周期阻滞和细胞周期相关蛋白表达变化。结果发现Tip60在U2OS细胞中的稳定表达降低了细胞增殖能力却提高了细胞DNA损伤修复能力,并通过引起电离辐射诱发CyclinB/CDC2复合物表达水平下降,导致细胞G2/M期阻滞延长。     

斜纹夜蛾核型多角体病毒DNA链断裂的辐射剂量响应

用琼脂糖凝胶电泳法测定了斜纹夜蛾核型多角体病毒（ＳＩＮＰＶ）经＾６０Ｃｏγ射线辐照产生的ＤＮＡ单链和双链断裂频数，得到在１－１００ｋＧｙ剂量范围内，ＤＮＡ单、双链断裂频数与吸收剂量的关系。实验结果表明，ＳＩＮＰＶ－ＤＮＡ对γ辐射的链断裂响应可以用单靶一次击中和二次击中复合模型描述，单链断裂是一次缶中效应，而病毒ＤＮＡ的双链断裂是一次击中和二次击中事件的共同效应，其中以二次击中事件效应为主。     

Study on DNA Damage Induced by Neon Beam Irradiation in Saccharomyces Cerevisiae

Yeast strain Saccharomyces cerevisiae was irradiated with different doses of 85 MeV/u 20Ne10+ to investigate DNA damage induced by heavy ion beam in eukaryotic microorganism. The survival rate, DNA double strand breaks (DSBs) and DNA polymorphic were tested after irradiation. The results showed that there were substantial differences in DNA between the control and irradiated samples. At the dose of 40 Gy, the yeast cell survival rate approached 50%, DNA double-strand breaks were barely detectable, and significant DNA polymorphism was observed. The alcohol dehydrogenase II gene was amplified and sequenced. It was observed that base changes in the mutant were mainly transversions of T→G and T→C. It can be concluded that heavy ion beam irradiation can lead to change in single gene and may be an effective way to induce mutation.     

电离辐射引起的DNA链断裂损伤及其修复

DNA链断裂是电离辐射的主要生物学效应之一,单链断裂由一次击中造成,所以与辐射剂量成线性关系,双链断裂可以一次击中造成,也可由两个位置相关的单链断裂迭加而成,所以与辐射剂量成线性——平方关系。已有各种理化方法能测定活细胞内的单链断裂和双链断裂数。细胞具有修复DNA链断裂的能力,但其机制远不如切除修复机制那么清楚。未修复的链断裂是致死的,被修复的单链断裂完全恢复DNA的正常结构与功能,被修复的双链断裂的生物学效应如何还不清楚。剂量率对辐射的生物学效应有重要影响。