X-射線致人淋巴細胞基因組差異表達及劑量-效應關系研究.pdf

1、目的：在全基因組水平篩選輻射反應基因，驗證X—射線照射誘導人外周血淋巴細胞基因表達譜的差異及劑量一效應關系，為闡明輻射生物學效應信號通路和利用基因表達改變作為輻射生物劑量計提供實驗依據。 方法：以劑量為0．5、2．0、5．0Gy的X—射線照射正常人外周血淋巴細胞，用Agilent人基因組表達芯片檢測照射后24小時全基因組mRNA表達改變，通過芯片掃描和軟件分析，得到3個劑量組的差異表達譜，通過統(tǒng)計學檢驗分析、倍數變化和交集分析篩

2、選出特異表達和共表達的差異基因。用SOM分析篩選輻射劑量依賴性表達上調基因，用統(tǒng)計分析軟件檢驗和建立劑量—效應關系模型，并用實時熒光定量PCR進行驗證。用層次聚類、Gene Ontology和GenMapp等數據庫分析輻射相關信號通路，以流式細胞術和激光共聚焦顯微技術檢測細胞凋亡的變化。 結果： 1．基因表達譜芯片技術檢測到各劑量組差異表達基因共計522個，在共表達的38個輻射反應基因中，18個已知基因的表達呈劑量依賴性

3、上調，其中DDB2、BBC3、PCNA、IFNG、TNFSF4、TNFSF8、ZNF788、TMEM30A、DACH2、TNFRSF10B等基因表達的變化與輻照劑量呈直線回歸關系，GADD45A、PHLDA3、ISG20L、APOBEC3H、E2F7、PPMID等基因的表達與劑量間的變化關系符合指數模型。 2．實時熒光定量PCR驗證2．0和5．0Gy照射組GADD45A、XPC、BAX、P21基因表達上調，Ku70、XRCC3基

4、因表達下調，與基因芯片結果相同。GADD45基因表達在1．0～5．0Gy照射后存在劑量—效應關系，曲線擬合符合指數模型，與基因芯片結果一致。在2．0GyX射線照射后該基因表達的時間變化規(guī)律為1h開始上升，4h達到高峰，并持續(xù)到照射后72h，照后96 h基因表達水平恢復正常。p21基因表達在1．0～3．0Gy照射后與照射劑量存在線性劑量—效應關系。 3．芯片的數據分析表明，參與輻射反應的基因涉及DNA應激、DNA損傷修復、細胞周期

5、控制、細胞凋亡、免疫反應等生物學過程。其中11個基因為P53直接調控的靶基因。信號通路分析揭示輻射主要誘導p53信號通路、Fas和熱休克蛋白介導的凋亡通路、細胞周期調控和炎癥反應通路。 結論： 1．基因芯片技術可作為篩選輻射反應基因的有力工具。 2．不同劑量X—射線照射淋巴細胞后可致基因表達譜的特征性改變，部分基因的差異表達具有劑量—效應關系和時間—效應關系。 3．X—射線的輻射損傷效應，涉及一些特定的輻