[發明專利]一種基于擬南薺菜的輻射旁效應早期過程驗證實驗方法

無效

• 申請號: 201010132810.4
• 申請日: 2010-03-22
• 公開（公告）號: CN101805791A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 王婷;李方華;卞坡;吳躍進
• 申請（專利權）人: 中國科學院等離子體物理研究所
• 主分類號: C12Q1/68
• 分類號: C12Q1/68
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及生物學及輻射檢測領域，具體為一種基于擬南薺菜的輻射旁效應 早期過程驗證實驗方法。

背景技術

在傳統意義上，輻射效應的原理是電離輻射的能量沉積在輻射靶(如DNA、 蛋白等)中，誘發輻射損傷，進而產生后續生物效應。但是近年來研究發現，輻 射效應不局限于直接受到輻射的細胞，未受輻射的旁區細胞(Bystander)細胞也 表現出與受照射細胞相似的生物效應，即輻射誘導的旁效應(Radiation?induced bystander?effect，RIBE)。

自1992年輻射旁效應發現以來的16年間，輻射旁效應主要采用離體細胞研究 體系。研究體系主要分為兩種，一是共培養體系，它是指未受照射細胞與受照射 細胞共同培養(有直接的物理接觸)來研究未受輻照細胞的生物學效應。該培養 方法的特點是受照射細胞和研究旁效應的細胞間能直接進行諸如間隙連接的信 號交流(GJMC，Gap?JunctionMediated?cell-cell?Communication)，因而可用于研究 細胞間隙連接通訊介導的輻射旁效應。共培養法可以通過部分輻射體外培養長滿 的單層、多層、三維組織細胞群體或者個體部分區域實現。另外一種體系是培養 基轉移法則是指用受輻射細胞的培養基(條件培養基，ICCM，Irradiated?Cell Conditioned?Medium)處理未受輻射的細胞(受體細胞)來研究受體細胞在條件 培養基作用下的生物學反應。這類方法的特點是受照射細胞與研究輻射旁效應細 胞間沒有直接接觸，因而用于研究細胞受照射后通過培養基釋放的可溶性因子在 誘導旁效應過程中的作用。培養基轉移法可以通過分散培養的單個細胞、內外環 分別培養的細胞或者人為轉移培養基的方法實現。

離體細胞體系雖然具有很多優點，但是它不具備多細胞的三維形態和通訊聯 系，不能反映真實的活體生命狀態，在機理研究和輻射效應評估上有很大的局限 性。自2005年以來，活體水平的長程輻射旁效應逐漸成為該領域的研究熱點。2006 年，Kovalchuk小組用X射線輻照小鼠的一部分組織，發現在距離受輻照區域1 cm以外的組織也被誘導發生了高于對照的DNA損傷。2007年，Kovalchuk小組 使用X射線輻照小鼠的腦組織，在距離腦16cm的未輻照的脾上檢測到DNA甲基 化水平的改變。同時，本專利發明人所在的研究小組也首次在植物活體水平上證 實了輻射誘導長程旁效應的存在，2007年，本研究小組成員楊根等利用模式植物 擬南芥作為研究對象，通過應用單粒子微束定點定位照射種胚的莖尖分生組織 (SAM)檢測發現其遠端未受輻射的根尖分生組織(RAM)的發育分化受到了 顯著的抑制。隨后又利用低能離子束注入裝置輻照了擬南芥種子的外層細胞檢測 發現未受直接輻照的莖尖和根尖分生組織的發育分化受到了顯著抑制。

輻射旁效應的早期過程是旁效應機理研究中的一個重要部分，涉及到輻射旁 效應損傷信號的產生、維持、傳輸、響應的時空效應關系，是輻射旁效應的基礎。 在細胞培養體系中，研究人員通過培養基轉移和輻射后共培養實驗研究輻射旁效 應的早期過程；本研究小組成員韓偉等通過培養基轉移實驗研究了輻射損傷因子 的釋放特征以及可能的釋放方式。在活體水平的研究雖然更能反映輻射旁效應的 生物學本質，然而目前尚未見到活體長程輻射旁效應早期過程的相關研究報道。 輻射旁效應早期過程研究的關鍵是受輻照細胞和要檢測的未輻照細胞在研究體 系中人為的“分離”和“組合”。這種“分離”和“組合”在細胞培養體系中是 很容易實現的，培養基轉移和輻射后共培養實驗就分別體現了這種技術特點。但 是在活體水平，特別是對于目前作為研究主體的動物模型，就很難實現輻照部分 和未輻照部分的“分離”和“組合”，例如不可能把小鼠輻照后的頭部或者肺部 去掉而保持身體存活。

發明內容

本發明的目的是提一種基于擬南薺菜的輻射旁效應早期過程驗證實驗方法， 以植物作為對象，利用植物細胞的全能性，以解決輻射旁效應的研究中活體水平 難以檢測其輻射旁效應信號轉導和機制的問題。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：