背景[1-3]
細胞輻照培養(yǎng)實驗服務(wù)是細胞實驗平臺常見實驗之一，需由經(jīng)驗豐富的實驗人員進行操作。
細胞輻照指的是用X射線，β、γ射線等電離射線來輻射細胞的過程。放射治療作為治療腫瘤的重要手段，廣泛應(yīng)用于各種腫瘤的治療，具有療效確切，副作用小等優(yōu)點。然而在腫瘤進行放射治療時，射線在殺死腫瘤細胞的同時，不可避免的對腫瘤周圍正常組織、器官也產(chǎn)生一定的損傷。
為了提高放療對腫瘤的療效，減少射線對正常組織、器官的損傷，需要尋找一些輔助腫瘤治療的藥物。細胞輻照有利于在體外摸索的輻射強度，也在輻射增敏劑的研究中具有重要作用。此外，細胞輻照還可應(yīng)用于細胞損傷的研究。
實驗技術(shù)原理：
輻射會延長細胞周期，誘導(dǎo)染色體畸變，從而使組織、細胞受到損傷。
實驗操作流程：
1、細胞培養(yǎng)
2、用指定的藥物處理細胞
3、待細胞狀態(tài)良好時，不同劑量的射線照射細胞
4、輻照細胞的培養(yǎng)
應(yīng)用[4][5]
用于小鼠成骨細胞受X線輻照后培養(yǎng)上清液的蛋白芯片分析研究
通過觀察不同劑量輻照對成骨細胞增殖分化及其分泌蛋白的影響,篩選輻射損傷可能的特異性蛋白并初步探討可能涉及的生物學(xué)過程及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,為更好地理解輻射對骨組織的生物學(xué)作用提供參考。
方法1.取體外培養(yǎng)的小鼠成骨細胞MC3T3-E1,按輻照劑量分成0 Gy組、2 Gy組、4 Gy組、8 Gy組、16 Gy組5組,使用6 MV直線加速器分別予以X線輻照,觀察輻照后細胞形態(tài)的改變,CCK8法檢測細胞增殖情況,輻照后7 d檢測0 Gy組、2 Gy組、4 Gy組、8 Gy組細胞內(nèi)ALP活性及采用qPCR檢測細胞OPG、OCN、Runx2、ALP的mRNA表達水平。
2. 小鼠成骨細胞輻照后7 d分別收集0 Gy組、2 Gy組、4 Gy組、8 Gy組細胞上清液,采用高通量蛋白芯片技術(shù)檢測分泌蛋白的表達情況,GO和KEGG pathway分析差異蛋白的生物學(xué)信息,并篩選出輻射劑量依賴性上調(diào)的差異蛋白,通過ELISA驗證。
結(jié)果1.輻照后成骨細胞胞體腫大,細胞核變大,胞漿內(nèi)空泡增多,特別是核區(qū)附近出現(xiàn)黑色顆粒,貼壁能力減退,出現(xiàn)較多漂浮的細胞,隨著輻射劑量增加,上述改變愈加明顯。采用CCK8法檢測細胞增殖情況,輻照后3 d、5 d和7 d,4個輻照組均導(dǎo)致成骨細胞增殖呈輻射劑量依賴性降低（P<0.05）。輻照后7 d,各輻照組細胞內(nèi)ALP活性均較對照組低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。2 Gy輻照未顯著引起成骨相關(guān)基因mRNA表達水平的變化;4 Gy以上輻照組較對照組OPG、Runx2和ALP基因的表達下調(diào),差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）;而OCN基因的表達水平在4 Gy輻照時下調(diào),8 Gy輻照時顯著上調(diào)（P<0.05）。
2.成骨細胞輻照后上清液中共發(fā)現(xiàn)36個表達差異蛋白,GO及KEGG Pathway分析表明X線輻照成骨細胞后,多種炎癥細胞及免疫細胞被激活,細胞增殖、分化、遷移、趨化能力增強,細胞因子-細胞因子受體相互作用、細胞黏附信號、血管生成信號、TNF信號通路、JAK/STAT信號通路、ERK1和ERK2信號通路、IL-17信號通路等明顯富集。其中IL-22和TremL1的表達水平在3個輻射劑量下都存在差異,并且均表現(xiàn)為上調(diào)。RANTES呈輻射劑量依賴性表達上調(diào),ELISA驗證成骨細胞輻照后RANTES表達水平顯著上調(diào)（P<0.05）。
參考文獻
[1]AOsteoprotegerin decreases human osteoclast apoptosis by inhibiting the TRAIL pathway.Chamoux Estelle,Houde Nicolas,L’Eriger Karine,Roux Sophie.Journal of Cellular Physiology.2008
[2]CT findings in osteoradionecrosis of the mandible.Hermans R,Fossion E,Ioannides C,Van den Bogaert W,Ghekiere J,Baert A L.Skeletal Radiology.1996
[3]Studies in the radiobiology of osteoradionecrosis and their clinical significance.Marx RE,Johnson RP.Oral Surgery,Oral Medicine,Oral Pathology.1987
[4]Regulation of NFATc1 in osteoclast differentiation.Kim JH,Kim N.J Bone Metab.2014
[5]盧煒瑩.小鼠成骨細胞受X線輻照后培養(yǎng)上清液的蛋白芯片分析[D].南方醫(yī)科大學(xué),2019.