生物学X射线辐照仪在DNA损伤的应用

生物学 X 射线辐照近年来发展起来的一种放疗方法，具有安全性高、使用方便、可在普通实验室环境下使用等优点，在科研领域上，常用于取代传统的γ源辐照。

美国 Cellrad 生物学 X 射线辐照仪具备 130KV 的 X 射线能量，可对细胞或小动物进行照射，从而用于干细胞 (骨髓移植及分化，饲养层细胞制备、细胞诱变等)、DNA 损伤、Cell cycle、细胞培养、血制品照射、肿瘤、信号转导、免疫、基因治疗、放射生物学、药物研发等生物技术研究。

DNA 存储着生物体赖以生存和繁衍的遗传信息，因此维护 DNA 分子的完整性对细胞至关紧要。外界环境和生物体内部的因素都经常会导致 DNA 分子的损伤或改变，而且与 RNA 及蛋白质可以在细胞内大量合成不同，一般在一个原核细胞中只有一份 DNA，在真核二倍体细胞中相同的 DNA 也只有一对，如果 DNA 的损伤或遗传信息的改变不能更正，对体细胞就可能影响其功能或生存，对生殖细胞则可能影响到后代。 所以在进化过程中生物细胞所获得的修复 DNA 损伤的能力就显得十分重要，也是生物能保持遗传稳定性之所在。

电离辐射引起的 DNA 损伤

电离辐射损伤 DNA 有直接和间接的效应，直接效应是 DNA 直接吸收射线能量而遭损伤，间接效应是指 DNA 周围其他分子（主要是水分子）吸收射线能量产生具有很高反应活性的自由基进而损伤 DNA。电离辐射可导致 DNA 分子的多种变化：

如：HPV 阳性头颈部鳞状细胞癌中 DNA 损伤修复途径的错误调节有助于细胞放射敏感性

（B）在用增加剂量的X射线照射（0-4Gy）处理后分析OPSCC细胞的克隆形成存活。显示的是存活的部分，其具有来自至少三次独立实验的标准误差。通过单因素方差分析比较2 Gy（SF2）的存活分数，结果显示p<0.01（UMSCC6与UMSCC47），p <0.005（UMSCC6与UPCI-SCC090），p <0.02（UMSCC74A与UMSCC47），p <0.002 （UMSCC74A与UPCI-SCC090）。

图 2：HPV 阴性和 HPV 阳性 OPSCC 细胞中 DNA DSB 修复的比较效率。

（A）照射细胞（4Gy）并通过中性单细胞凝胶电泳测定在 IR 后的不同时间点测量 DNA DSB。 显示％尾 DNA，其具有与至少三个独立实验的标准偏差，标准化为 IR 后（0 分钟）立即观察到的水平，其设定为 100％。 * p<0.05，** p <0.01，*** p <0.005，通过在每个特定时间点相对于 UMSCC6 细胞的各细胞中归一化的％尾 DNA 值的一个样品 t-检验进行分析。

（B）通过中性彗星试验可视化的 OPSCC 细胞的代表性图像，证明 HPV 阳性对 HPV 阴性 OPSCC 细胞中 DNA DSB 的缺陷修复。