關鍵詞： 腫瘤細胞
【摘要】 目的觀察分次照射對三種體外培養的來源於人體不同組織的具有高輻射抗性的惡性腫瘤細胞系細胞存活分數的 影響 ，考察它們的亞致死損傷修復的情況。方法以三種體外培養的來源於人體不同組織的具有高輻射抗性的惡性腫瘤細胞為實驗對象，單次及分次接受60Coγ射線0～6Gy內不同劑量點照射。以克隆形成率作為標準檢測細胞的存活率。結果在0～6Gy的小劑量範圍內，6h分次照射的細胞存活率明顯高於單次照射。結論在6h之內，三種組織來源的腫瘤細胞都存在亞致死損傷修復。這與 理論 相符合，同時也與這三種腫瘤細胞在臨床上對放療的高抗性表現一致。本實驗可從細胞水平上為臨床 治療 這三種組織來源的腫瘤細胞的放療方案的制定提供理論依據和 參考 。
【關鍵詞】亞致死損傷修復；腫瘤細胞；分次照射
The effect of fractional irradiation on malignant human tumor cells irradiated with γ-rays
【Abstract】ObjectiveTo observe the high irradiation influence of the three kinds of malignant human tumor cell lines which derived from different tissues and had low radiosensitivity.MethodsAfter irradiated with 60Co γ-rays， The survival fractions of single irradiation and fractional irradiation were studied by colony-formation assays.ResultThat the survival fractions of fractional irradiation were higher than that of single irradiation for all of the three kinds of cells and it indicated that in 6 hours all of the three kinds of cells had high repair ability to sublethal damage.ConclusionThe result was consist with the theory and the low radiosensitivity of the three kinds of cells. This assay can be considered as reference data for clinical therapy.
【Key words】sublethal damage repair；tumor cells；fractional irradiation
臨床治療腫瘤時，總是把劑量分成許多分次，使每個分次照射時受到的損傷有可能得到部分修復，從而對那些能積累和有效地修復損傷的細胞給予相應的保護，總治療時間的延長讓存活細胞能繁殖，並且對增殖快的組織有利。在細胞修復和再群體化之外，分次和延長時間還能有益於乏氧細胞的再氧合和導致處於細胞周期的細胞分布的改變，這些都影響照射最終的生物學效應［1］。
分次照射的生物效應依賴於劑量分布和時間以及分次的關係。臨床把照射的次數叫作分次數（fractionation)，每分次的劑量叫作分次量(fractionation dose)，而第一次和最後一次之間的時間叫總療程時間(overall time)。當分次數和總療程時間增加時，生物效應降低，從而要得到一個特定效應的劑量(等效劑量，isoeffect dose)必須增加劑量。這些因素的重要性有賴於所照射的組織和加以考慮的效應表現。當兩個組織受同樣的照射時，分次情況和總療程時間的不同可能導致不同的效應，這稱之為一個組織生物效應的修飾。這個效應的差異在放射治療中非常重要，因此，考察不同組織來源的腫瘤細胞接受分次照射的生物學效應，為臨床制定出合理的分次照射方案有著重要的意義［1］。從細胞水平上 分析 ，亞致死損傷(sublethal damage)是哺乳動物輻射損傷的一種重要類型，這時細胞內只有一部分關鍵靶點發生電離事件，只要給以足夠時間，細胞有可能對這些損傷進行修復［2］。正是由於這種修復的存在，分次照射時細胞的存活率比一次照射時明顯提高。亞致死損傷修復程度和存活曲線肩的寬度之間有很好的相關性，這是因為兩者都是同一基本現象(亞致死損傷修復的累積)的表現［3，4］。有些哺乳動物細胞的存活曲線都有一個寬的肩，它的分割劑量實驗提示有大量的亞致死損傷修復。別的類型的細胞的存活曲線有很小的肩，反映了有限的亞致死損傷修復。在用線性平方模式擬合的存活曲線中，是二次組分β造成曲線的彎曲和產生分割劑量的節制效應，即β組分反映亞致死損傷修復。大的肩相當於小的α/β比值。
本實驗擬選取三種來源於人體不同組織的具有高輻射抗性的惡性腫瘤細胞系：人肝癌細胞SMMC-7721，黑色素瘤細胞A375和宮頸癌細胞HeLa，進行體外γ射線的單位及分次照射實驗，觀察分次照射對這三種體外培養的腫瘤細胞存活分數的影響。
1 材料與方法
1.1細胞及其培養 實驗所用的人肝癌SMMC-7721細胞、人宮頸癌Hela細胞購自北京腫瘤 研究 所，人黑色素瘤A375細胞購自北京301 醫院 ，培養基為含10%胎牛血清(杭州四季青)的RPMI-1640(GIBCO)培養液，置於5%CO2培養箱中37℃培養。根據預實驗繪製的生長曲線，細胞傳代20h後處於對數生長期，選取此時的細胞進行照射。
1.2輻射 用蘭州醫學院第一附屬醫院放射科的60Co源進行γ射線輻射。單次照射共設0Gy，0.5Gy，1Gy，1.5Gy，2Gy，3Gy'4Gy'6Gy八個劑量點，分次照射相應設0Gy+0Gy'0.5Gy+0.5Gy'1Gy+1Gy'1.5Gy+1.5Gy'2Gy+2Gy'3Gy+3Gy六個劑量點，分次照射時間間隔設為6h。每個劑量點設有3個平行樣品。
1.3照射後處理 照射後的細胞經胰蛋白酶消化後進行細胞精確計數。選擇合適的稀釋倍數稀釋後，以約100個/皿的濃度種植於培養皿中，放置於二氧化碳培養箱中37℃培養7天。用1%甲基藍進行染色，統計細胞數大於50個的克隆數。
1.4實驗數據獲取 細胞存活分數(survival fraction'SF)按下列公式(1) 計算 ：
SF(%)=(SX/S0)×100% (1)
(1)式中SX代表受照細胞克隆形成率，S0代表對照細胞克隆形成率。最後獲取的SF值為三組平行樣品的平均值±SD(standard diviation)。分別繪製三種細胞單次及分次照射的劑量-存活曲線，進行線性平方模型的擬合。
【摘要】 目的觀察分次照射對三種體外培養的來源於人體不同組織的具有高輻射抗性的惡性腫瘤細胞系細胞存活分數的 影響 ，考察它們的亞致死損傷修復的情況。方法以三種體外培養的來源於人體不同組織的具有高輻射抗性的惡性腫瘤細胞為實驗對象，單次及分次接受60Coγ射線0～6Gy內不同劑量點照射。以克隆形成率作為標準檢測細胞的存活率。結果在0～6Gy的小劑量範圍內，6h分次照射的細胞存活率明顯高於單次照射。結論在6h之內，三種組織來源的腫瘤細胞都存在亞致死損傷修復。這與 理論 相符合，同時也與這三種腫瘤細胞在臨床上對放療的高抗性表現一致。本實驗可從細胞水平上為臨床 治療 這三種組織來源的腫瘤細胞的放療方案的制定提供理論依據和 參考 。
【關鍵詞】亞致死損傷修復；腫瘤細胞；分次照射
The effect of fractional irradiation on malignant human tumor cells irradiated with γ-rays
【Abstract】ObjectiveTo observe the high irradiation influence of the three kinds of malignant human tumor cell lines which derived from different tissues and had low radiosensitivity.MethodsAfter irradiated with 60Co γ-rays， The survival fractions of single irradiation and fractional irradiation were studied by colony-formation assays.ResultThat the survival fractions of fractional irradiation were higher than that of single irradiation for all of the three kinds of cells and it indicated that in 6 hours all of the three kinds of cells had high repair ability to sublethal damage.ConclusionThe result was consist with the theory and the low radiosensitivity of the three kinds of cells. This assay can be considered as reference data for clinical therapy.
【Key words】sublethal damage repair；tumor cells；fractional irradiation
臨床治療腫瘤時，總是把劑量分成許多分次，使每個分次照射時受到的損傷有可能得到部分修復，從而對那些能積累和有效地修復損傷的細胞給予相應的保護，總治療時間的延長讓存活細胞能繁殖，並且對增殖快的組織有利。在細胞修復和再群體化之外，分次和延長時間還能有益於乏氧細胞的再氧合和導致處於細胞周期的細胞分布的改變，這些都影響照射最終的生物學效應［1］。
分次照射的生物效應依賴於劑量分布和時間以及分次的關係。臨床把照射的次數叫作分次數（fractionation)，每分次的劑量叫作分次量(fractionation dose)，而第一次和最後一次之間的時間叫總療程時間(overall time)。當分次數和總療程時間增加時，生物效應降低，從而要得到一個特定效應的劑量(等效劑量，isoeffect dose)必須增加劑量。這些因素的重要性有賴於所照射的組織和加以考慮的效應表現。當兩個組織受同樣的照射時，分次情況和總療程時間的不同可能導致不同的效應，這稱之為一個組織生物效應的修飾。這個效應的差異在放射治療中非常重要，因此，考察不同組織來源的腫瘤細胞接受分次照射的生物學效應，為臨床制定出合理的分次照射方案有著重要的意義［1］。從細胞水平上 分析 ，亞致死損傷(sublethal damage)是哺乳動物輻射損傷的一種重要類型，這時細胞內只有一部分關鍵靶點發生電離事件，只要給以足夠時間，細胞有可能對這些損傷進行修復［2］。正是由於這種修復的存在，分次照射時細胞的存活率比一次照射時明顯提高。亞致死損傷修復程度和存活曲線肩的寬度之間有很好的相關性，這是因為兩者都是同一基本現象(亞致死損傷修復的累積)的表現［3，4］。有些哺乳動物細胞的存活曲線都有一個寬的肩，它的分割劑量實驗提示有大量的亞致死損傷修復。別的類型的細胞的存活曲線有很小的肩，反映了有限的亞致死損傷修復。在用線性平方模式擬合的存活曲線中，是二次組分β造成曲線的彎曲和產生分割劑量的節制效應，即β組分反映亞致死損傷修復。大的肩相當於小的α/β比值。
本實驗擬選取三種來源於人體不同組織的具有高輻射抗性的惡性腫瘤細胞系：人肝癌細胞SMMC-7721，黑色素瘤細胞A375和宮頸癌細胞HeLa，進行體外γ射線的單位及分次照射實驗，觀察分次照射對這三種體外培養的腫瘤細胞存活分數的影響。
1 材料與方法
1.1細胞及其培養 實驗所用的人肝癌SMMC-7721細胞、人宮頸癌Hela細胞購自北京腫瘤 研究 所，人黑色素瘤A375細胞購自北京301 醫院 ，培養基為含10%胎牛血清(杭州四季青)的RPMI-1640(GIBCO)培養液，置於5%CO2培養箱中37℃培養。根據預實驗繪製的生長曲線，細胞傳代20h後處於對數生長期，選取此時的細胞進行照射。
1.2輻射 用蘭州醫學院第一附屬醫院放射科的60Co源進行γ射線輻射。單次照射共設0Gy，0.5Gy，1Gy，1.5Gy，2Gy，3Gy'4Gy'6Gy八個劑量點，分次照射相應設0Gy+0Gy'0.5Gy+0.5Gy'1Gy+1Gy'1.5Gy+1.5Gy'2Gy+2Gy'3Gy+3Gy六個劑量點，分次照射時間間隔設為6h。每個劑量點設有3個平行樣品。
1.3照射後處理 照射後的細胞經胰蛋白酶消化後進行細胞精確計數。選擇合適的稀釋倍數稀釋後，以約100個/皿的濃度種植於培養皿中，放置於二氧化碳培養箱中37℃培養7天。用1%甲基藍進行染色，統計細胞數大於50個的克隆數。
1.4實驗數據獲取 細胞存活分數(survival fraction'SF)按下列公式(1) 計算 ：
SF(%)=(SX/S0)×100% (1)
(1)式中SX代表受照細胞克隆形成率，S0代表對照細胞克隆形成率。最後獲取的SF值為三組平行樣品的平均值±SD(standard diviation)。分別繪製三種細胞單次及分次照射的劑量-存活曲線，進行線性平方模型的擬合。
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