放射生物学

 放射生物学

简介:

  内容简介   本书体现了分子放射生物学与细胞放射生物学的有机结合;放射生物学与放射医学的有机结合。内容安排上以DNA和生物膜两个辐射靶为主线,从分子、亚细胞、细胞水平阐述辐射损伤的近远期效应及其修复规律;加强辐射对基因表达调控影响的介绍,如在辐射条件下的信号转导、适应性反应,细胞周期调节和细胞凋亡等;加强对一些实际问题的讨论,如辐射致突、致癌、致染色体畸变,生殖细胞辐射遗传效应,造血系统和免疫系统的辐射损伤、修复和重建,辐射敏感性的本质及防护和增敏等,取材新颖,内容翔实。   本书可供放射生物学、放射医学、卫生毒理学、辐射防护学、辐射损伤治疗学、肿瘤放疗学、放射生物化学、生物物理学以及相关学...

目录

  目 录

  第一章放射生物学的物理和化学基础………………………………………………夏寿萱(1)

  第一节电磁辐射和粒子辐射………………………………………………………………(1)

  一、辐射的种类……………………………………………………………………………(1)

  (一)电磁辐射和粒子辐射………………………………………………………………(1)

  (二)电离辐射和非电离辐射……………………………………………………………(1)

  二、电磁辐射………………………………………………………………………………(1)

  (一)x射线和7射线……………………………………………………………………(2)

  (二)紫外线………………………………………………………………………………(2)

  三、粒子辐射………………………………………………………………………………(3)

  (一)a粒子………………………………………………………………………………(3)

  (二)电子和正电子………………………………………………………………………(3)

  (三)质子…………………………………………………………………………………(4)

  (四)中子…………………………………………………………………………………(4)

  (五)负7c介子…………………………………………………………………………(5)

  (六)重离子………………………………………………………………………………(5)

  第二节辐射与物质的相互作用……………………………………………………………(5)

  一、带电粒子与物质的相互作用…………………………………………………………(5)

  (一)a粒子………………………………………………………………………………(5)

  (二)电子…………………………………………………………………………………(6)

  (三)负丌介子…………………………………………………………………………(6)

  (四)重离子………………………………………………………………………………(7)

  二、中子与物质的相互作用……………………………………………………………..(7)

  (一)弹性散射……………………………………………………………………………(7)

  (二)非弹性散射…………………………………………………………………………(7)一

  (三)中子俘获……………………………………………………………………………(8)

  (四)散裂反应……………………………………………………………………………(8)

  三、X射线和7射线与物质的相互作用…………………………………………………(8)

  (一)光电效应……………………………………………………………………………(8)

  (二)康普顿效应…………………………………………………………………………(8)

  (三)电子对产生…………………………………………………………………………(8)

  (四)组织中致电离光子能量的吸收……………………………………………………(9)

  四、紫外线与物质的相互作用……………………………………………………………(9)

  第三节辐射作用的时间进程……………………………………………………………(10)

  一、电离辐射的原初作用过程……………………………………………………………(10)

  二、电离辐射作用的时间表………………………………………………………………(10)

  三、早期辐射效应及其修饰的可能性……………………………………………………

  (一一)物理阶段(≥10一。s)……………………………………………………………

  (二)物理化学阶段(10叫。~10一。s)…………………………………………………

  (三)化学阶段(10一心~10’。s)………………………………………………………

  (四)生物化学阶段(10~10s)………………………………………………………

  (五)早期生物学阶段(数秒至数小时)………………………………………………

  第四节氧效应……………………………………………………………………………

  一、氧效应和氧增强比(()ER) …………………………………………………………

  二、氧效应与氧浓度的关系………………………………………………………………

  三、氧效应的机理…………………………………………………………………………

  第五节传能线密度和相对生物效应……………………………………………………

  一·、传能线密度……………………………………………………………………………

  (一)传能线密度的概念………………………………………………………………

  (二)品质因数(Q)……………………………………………………………………

  二、相对生物效应(RBE)…………………………………………………………………

  (一)RBE的含义………………………………………………………………………

  (二)RBE的影响因素…………………………………………………………………

  三、I。ET、RBE、()ER的相互关系…………………………………………一……’…

  (一·)I。ET与RBE的关系……………………………………………………………

  (二:)I。ET与()ER的关系…·………………………………………………………一

  四、I,ET、RBE和Q的局限性……………………………………………………………

  参考文献………………………………………………………………………………

  第二章自由基与辐射损伤…………………………………………………………吕 星(22)

  第一节基本概念…………………………………………………………………………(22)

  一、自由基的定义和特性…………………………………………………………………(22)

  (一)自由基的定义……………………………………………………………………(22)

  (二)自由基的理化性质………………………………………………………………(22)

  1.自由基的化学性质………………………………………………………………(22)

  2.自由基的物理性质……………………………………………………………一(24)

  二、活性氧与氧自由基……………………………………………………………………(24)

  (一)活性氧的概念……………………………………………………………………(24)

  (二)活性氧的相互转变………………………………………………………………(25)

  第二节辐射过程中自由基的产生与作用…………………………………………………(25)

  一、水的辐解反应………………………………………………………………………,(26)

  二、直接作用与间接作用…………………………………………………………………(28)

  第三节 自由基对生物大分子的损伤……………………………………………………(29)

  一、自由基对DNA的损伤………………………………………………………………(29)

  (一)碱基的损伤………………………………………………………………………(30)

  (二)核糖的损伤………………………………………………………………………

  (三)磷酸基的损伤……………………………………………………………………

  二、脂类过氧化作用与生物膜的损伤……………………………………………·……··

  (一)脂质过氧化作用…………………………………………………………………

  (二)辐射与脂质过氧化………………………………………………………………

  (三)生物膜的损伤……………………………………………………………………

  三、自由基对蛋白质的损伤………………………………………………………………

  第四节抗氧化酶系………………………………………………………………………

  一、抗氧化酶的定义和种类………………………………………………………………

  二、过氧化氢酶与过氧化物酶……………………………………………………………

  (一)过氧化氢酶………………………………………………………………………

  (二)谷胱甘肽过氧化物酶……………………………………………………………

  三、谷胱甘肽转硫酶………………………………………………………………………

  四、超氧化物歧化酶………………………………………………………………………

  五、抗氧化酶的辐射防护作用……………………………………………………………

  (一)SoD对脂质过氧化与生物膜损伤的防护作用…………………………………

  (二)SoD对造血干细胞与骨髓损伤的防护作用……………………………………

  (三)sOD对照射小鼠存活率的影响…………………………………………………

  (四)SOD对辐射损伤并发炎症反应的疗效…………………………………………

  参考文献………………………………………………………………………………

  第三章靶和细胞存活曲线…………………………………………………………夏寿萱(46)

  第一节靶学说……………………………………………………………………………(46)

  、基本概念………………………………………………………………………………(46)

  二、靶击类型………………………………………………………………………………(46)

  (一)单击效应…………………………………………………………………………(46)

  (二)多击效应…………………………………………………………………………(48)

  (三)单靶和多靶………………………………………………………………………(48)

  三、靶学说的适用范围……………………………………………………………………(49)

  四、靶学说在现代放射生物学中的意义和发展…………………………………………(49)

  (一)生物大分子靶分子量估计………………………………………………………(49)

  (二)LET和RBE的比较……………………………………………………………(50)

  (三)生物大分子和病毒的钝化曲线…………………………………………………(51)

  (四)DNA双链断裂模型………………………………………………………………(51)

  第二节靶分子和靶结构…………………………………………………………………(54)

  一、基因组DNA…………………………………………………………………………(54)

  (一)基因组DNA是靶分子…………………………………………………………(54)

  (二)基因组的靶部位…………………………………………………………………(54)

  (三)基因组中靶与非靶的观点………………………………………………………(56)

  第三节哺乳动物细胞的存活曲线………………………………………………………

  一、离体培养细胞存活曲线的绘制………………………………………………………

  二、细胞存活曲线的类型…………………………………………………………………

  三、细胞存活曲线的参数…………………………………………………………………

  四、不同I。ET辐射的细胞存活曲线……………………………………………………

  五、单次和分次照射的细胞存活曲线……………………………………………………

  六、如何看待细胞存活曲线模型…………………………………………………………

  参考文献………………………………………………………………………………

  第四章DNA辐射损伤及其对复制、转录和翻译的影响…………………………夏寿萱(65)

  第一节I)NA结构的辐射损伤……………………………………………………………(65)

  、碱基损伤………………………………………………………………………………(65)

  (一)在充氧溶液中照射时的碱基损伤………………………………………………(65)

  (二)在细胞中DNA受照射时的碱基损伤…………………………………………(66)

  二、糖基的破坏……………………………………………………………………………(67)

  (一)在充氧溶液中照射时的糖基破坏………………………………………………(67)

  (二)在细胞中DNA受照射时的糖基被坏一——碱不稳定性位点…………一?·f f 67)

  三、DNA链断裂…………………………………………………………………………(68)

  (一)链断裂的种类……………………………………………………………………(68)

  (二)链断裂的分子机理………………………………………………………………(69)

  (三)电离辐射引起DNA链断裂的几个特点………………………………………(69)

  四、DNA交联…………………………·………………………··……·……·……(73)

  (.一)DNA交联的种类…………………………………………………………………(73)

  (二)DNA蛋白质交联(DPC)…………………………………………………………(73)

  (三)DNA—DNA链间交联……………………………………………………………(74)

  (四)DNA链内交联——嘧啶二聚体的形成………………………………………’(74)

  五、DNA二级和三级结构的变化………………………t_l…一……………………(75)

  (一)增色效应和T。值…………………………一‘·………………………………(76)

  (二)旋光色散和圆二色性……………………………………一……………………(76)

  (三)粘度………………………………………………………………………………(77)

  六、DNA损伤的复杂性…………………………………………………………………(77)

  七、DNA损伤的非随机性………………………………………………………………(78)

  (一)链断裂的非随机分布……………………………………………………………(78)

  (二)DNA蛋白质交联体(DPC)的组分选择性………………………………………(78)

  (三)嘧啶二聚体在DNA链上的非随机分布………………………………………(79)

  (四)染色体的脆性部位………………………………………………………………(79)

  第二节染色质的辐射损伤………………………………………………………………(79)

  一、染色质与染色体………………………………………………………………………(79)

  二、染色质结构……………………………………………………………………………(79)

  三、常染色质和异染色质、活性染色质和非活性染色质………………………………(80)

  网、核小体连接区的辐射敏感性…………………………………………………………(80)

  五、活性染色质与非活性染色质的辐射敏感性…………………………………………(81)

  (一)碱基损伤及其修复………………………………………………………………(81)

  (一二)DNA单链断裂及其重接…………………………………………………………(81)

  (三)脱氧核糖核酸酶消化……………………………………………………………(82)

  (四)模板活性…………………………………………………………………………(82)

  六、染色质蛋白的辐射效应………………………………………………………………(83)

  (一)染色质蛋白对DNA的保护作用………………………………………………(83)

  (二)组蛋白的辐射效应………………………………………………………………(83)

  (三)非组蛋白的辐射效应……………………………………………………………(84)

  第三节辐射对DNA复制的影响………………………………………………………(85)

  一、剂量效应………………………………………………………………………………(85)

  二、抑制机理………………………………………………………………………………(87)

  (一)核苷酸形成的障碍………………………………………………………………(87)

  (二)能量供应受干扰…………………………………………………………………(88)

  (三)与DNA合成有关的酶反应受抑制……………………………………………(88)

  (四)模板损伤…………………………………………………………………………(88)

  (五)射线对DNA复制过程的影响…………………………………………………(88)

  第四节辐射对转录过程的影响…………………………………………………………(89)

  一、体外照射DNA模板后RNA的生物合成…………………………………………(89)

  (一)RNA聚合酶与DNA模板的结合………………………………………………(89)

  (二)RNA合成的起始…………………………………………………………………(89)

  (三)RNA链的延伸……………………………………………………………………(90)

  (四)RNA链和RNA聚合酶的释放…………………………………………………(90)

  (五)模板DNA的损伤性质对RNA合成的影响……………………………………(90)

  二、细胞照射后RNA的生物合成………………………………………………………(90)

  三、整体照射后RNA的生物合成………………………………………………………(91)

  四、辐射对hnRNA和mRNA的影响…………………………………………………(93)

  第五节辐射对翻译过程的影响…………………………………………………………(94)

  一、辐射对tRNA的影响…………………………………………………………………(95)

  二、辐射对rRNA的影响…………………………………………………………………(97)

  三、辐射对核糖体的影响…………………………………………………………………(98)

  (一)核糖体在体外照射后的钝化作用………………………………………………(98)

  (二)膜结合多核糖体的照后变化……………………………………………………(99)

  (三)细胞照射后多核糖体的变化……………………………………………………(99)

  (四)整体照射后多核糖体的变化……………………………………………………(99)

  四、辐射对蛋白质和酶生物合成的影响…………………………………………………(99)

  第六节DNA辐射损伤的生物学后果…………………………………………………(101)

  参考文献………………………………………………………………………………(102)

  第五章DNA辐射损伤的修复……………………………………………………魏康(105)

  第一节DNA不同类型损伤的修复……………………………………………………(1(J6)

  一、DNA单链断裂的修复 ……………………………………………………………(1(J6)

  二、DNA双链断裂的修复………………………………………………………………(1()6)

  三、碱基损伤的修复……………………………………………………………………(107)

  四、DNA修复合成………………………………………………………………………(1【)8)

  第二节DNA损伤的修复机理…………………………………………………………(108)

  一、回复修复……………………………………………………………………………(108)

  (一)酶学光复活………………………………………………………………………(108)

  (二)单链断裂重接………………………·………………………………………·‘(109)

  (三)嘌呤的直接插入…………………………………………………………………(109)

  (四)()6一甲基鸟嘌呤一DNA的甲基转移…………………………………………(110)

  二、切除修复……………………………………………………………………………(110)

  (一)碱基切除修复……………………………………………………………………(110)

  (二)核苷酸切除修复……………………………………………………t………·_‘(112)

  三、重组修复……………………………………………………………………………(1J3)

  四、错配修复……………………………………………………………………………(115)

  五、SOS修复……………………………………………………………………………(117)

  第三节基因组内DNA修复的不均一性………………………………………………(118)

  一、重复序列中的DNA修复…………………………………………………………(119)

  二、活性基因中的修复…………………………………………………………………(119)

  三、活性基因中转录链的修复…………………………………………………………(120)

  四、修复与转录的偶联…………………………………………………………………(121)

  第四节DNA修复基因…………………………………………………………………(122)

  一、原核细胞的修复基因………………………………………………………………(122)

  二、酶母的rad基因……………………………………………………………………(123)

  三、人的修复基因………………………………………………………………………(124)

  (~一)XRCC基因………………………………………………………………………(124)

  (二)ERCC基因………………………………………………………………………(125)

  (三)错配修复基因……………………………………………………………………(125)

  参考文献………………………………………………………………………………(127)

  第六章生物膜的辐射损伤及其对功能的影响……………………………………夏寿萱(130)

  第一节生物膜的结构与功能……………………………………………………………(130)

  第二节电离辐射对膜组分的影响………………………………………………………(131)

  一、对脂质的作用………………………………………………………………………(131)

  二、对蛋白质和酶的作用………………………………………………………………

  三、对糖的作用…………………………………………………………………………

  第三节电离辐射对生物膜物理化学性质的影响………………………………………

  一、膜流动性……………………………………………………………………………

  (一)恒粘度适应………………………………………………………………………

  (二)膜流动性与辐射敏感性的关系…………………………………………………

  (三)膜流动性与脂质过氧化的关系…………………………………………………

  (四)膜流动性与膜蛋白变化的关系…………………………………………………

  二、膜表面电荷…………………………………………………………………………

  三、膜导电性……………………………………………………………………………

  第四节电离辐射对膜转运功能的影响…………………………………………………

  一、膜运输机能的变化…………………………………………………………………

  (一)主动运输、被动运输和中介运输………………………………………………

  (二)无机离子的转运…………………………………………………………………

  (三)有机离子的转运…………………………………………………………………

  二、细胞器膜通透性的改变……………………………………………………………

  (一)溶酶体……………………………………………………………………………

  (二)线粒体……………………………………………………………………………

  (三)细胞核……………………………………………………………………………

  第五节电离辐射对膜蛋白功能的影响…………………………………………………

  第六节电离辐射对膜结合酶活性的影响………………………………………………

  一、腺苷酸环化酶(Ac)…………………………………………………………………

  二、ATP酶………………………………………………………………………………

  三、乙酰胆碱酯酶(AChE)………………………………………………………………

  四、NADPH一细胞色素c还原酶……………………………………………………

  五、NAD一糖水解酶……………………………………………………………………

  第七节电离辐射对跨膜信号传递的影响………………………………………………

  一、跨膜信号转导的特点………………………………………………………………

  二、辐射对膜受体功能的影响…………………………………………………………

  (一)B细胞和T细胞受体…………………………………………………………

  (二)外源凝集素与血细胞受体的结合能力…………………………………………

  (三)血管活性肠肽受体………………………………………………………………

  三、辐射对第二信使的影响……………………………………………………………

  (一)cAMP……………………………………………………………………………

  (二)钙离子……………………………………………………………………………

  第八节电离辐射对能量代谢的影响……………………………………………………

  一、氧化磷酸化与能量储存……………………………………………………………

  二、辐射对线粒体氧化磷酸化抑制的作用特点………………………………………

  三、辐射对线粒体氧化磷酸化抑制的作用机理………………………………………

  第几节DNA一膜复合物的辐射效应…………………………………………………··

  一、I)NA一膜复合物的辐射敏感性……………………………………………………··

  二、真核细胞I)NA一膜复合物的辐射效应…………………………………………··

  参考文献……………………………………………………………………………··

  第七章辐射信号转导与早期反应基因调控………………………………………周平坤(153)

  第一节信号转导机制概述………………………………………………………………(153)

  、第二信使学说………………………………………………………………………(153)

  二、细胞信号转导中的细胞表面受体…………………………………………………(153)

  三、偶联蛋白——G蛋白………………………………………………………………(154)

  四、信号转导中的效应酶………………………………………………………………(154)

  五、蛋白激酶与蛋白质的磷酸化………………………………………………………(155)

  (一)cAMP依赖的蛋白激酶(APK或PKA)………………………………………(155)

  (二)Ca。’、磷脂依赖的蛋白激酶C(PKC)…………………………………………(155)

  (三)can、钙调素依赖的蛋白激酶(Cal_PK)……………………………………(155)

  第二节辐射信号转导中的信使分子……………………………………………………(156)

  一、活性氧介质(reactive oxygen intermediates,R()Is)…………………………(156)

  二、DNA断裂……………………………………………………………··…*…………(156)

  三、其他信号分子………………………………………………………………………(157)

  第三节辐射信号转导途径………………………………………………………………(157)

  一、蛋白激酶C(PKC)途径……………………………………………………………(157)

  二、Ras信号转导途径或Ras/】Raf/.MAPK途径……………………………………(158)

  三、JNK途径……………………………………………………………………………(158)

  四、JAK/STAT途径……………………………………………………………………(159)

  五、磷脂酰肌醇信号途径………………………………………………………………(159)

  六、鞘磷脂信号途径……………………………………………………………………(159)

  第四节辐射早期反应基因表达调控……………………………………………………(160)

  一、辐射诱导早期基因表达……………………………………………………………(160)

  一、辐射信号转导与早期反应基因诱导表达…………………………………………(160)

  三、早期反应基因的效应靶分子………………………………………………………(160)

  参考文献………………………………………………………………………………(161)

  第八章辐射对细胞周期的影响…………………………………………孟祥兵,孙红琰(164)

  第一节细胞周期的运行原理……………………………………………………………(164)

  一、周期蛋白和周期蛋白依赖性激酶…………………………………………………(164)

  (一)Gl cyclins和C【)Ks ……………………………………………………………(164)

  (二)M期周期蛋白和C【)Ks ………………………………………………………(165)

  二、周期蛋白依赖性激酶活性的调控…………………………………………………(165)

  (一)cI)K激活………………………………………………………………………(165)

  (二)CDK抑制………………………………………………………………………(166)

  第二节几个参与细胞周期调控的蘑要基因……………………………………………(166)

  第三节辐射引起细胞周期紊乱及其意义………………………………………………(167)

  第四节辐射引起细胞周期紊乱的分子机制……………………………………………(170)

  一、MPF’与辐射所致细胞G,期延迟…………………………………………………(170)

  二、ATM、p53、p21及(;-add45在G1期阻滞中的作用………………………………(171)

  (一)p53在辐射所致细胞周期G,期阻滞中的作用………………………………(171)

  (二)p21wAFl与细胞周期G1期阻滞……………………………………………(172)

  (三)(;-add45在辐射所致细胞G.期阻滞中的作用…………………………………(172)

  (四)ATM基因在细胞周期检查点调控中的作用…………………………………(173)

  三、ATM、p53与DNA损伤的识别……………………………………………………(175)

  (一)ATM与p53功能联系…………………………………………………………(175)

  (二)ATM与c—Abl间相互作用…………………………………………………(175)

  (三)c—Abl与p53功能联系………………………………………………………f】76)

  参考文献………………………………………………………………………………(177)

  第九章辐射所致细胞死亡的分子机理…………………………………童新,孙志贤(178)

  第一节细胞死亡的概念…………………………………………………………………(178)

  一、细胞增殖死亡、间期死亡、坏死及细胞凋亡………………………………………(178)

  二、几种类型细胞死亡的关联与区别…………………………………………………(179)

  第二节细胞增殖死亡与问期死亡的生化机理…………………………………………(180)

  一、细胞间期死亡的生化机理…………………………………………………………(180)

  (一)代谢障碍…………………………………………………………………………(180)

  (二)膜结构的损伤……………………………………………………………………(181)

  (三)遗传结构的损伤…………………………………………………………………(181)

  二、细胞增殖死亡的生化机理…………………………………………………………(182)

  (一)DNA是与细胞增殖死亡有关的靶……………………………………………(182)

  (二)DNA分子中与死亡密切相关的损伤…………………………………………(183)

  第三节细胞凋亡的特征、生化机理及分子调控机制…………………………………(184)

  一、细胞凋亡的形态学特征及判定指标………………………………………………(184)

  (一)细胞凋亡的形态学特征…………………………………………………………(184)

  (二)细胞凋亡的判定方法……………………………………………………………(185)

  二、细胞凋亡的生化机理………………………………………………………………(187)

  (一)细胞凋亡的酶学基础……………………………………………………………(187)

  (二)Ca2’在细胞凋亡中的作用……………………………………………………(191)

  (三)细胞内pH的影响………………………………………………………………(193)

  (四)生物大分子的合成………………………………………………………………(194)

  (五)细胞表面的改变…………………………………………………………………(194)

  三、细胞凋亡的分子调控………………………………………………………………(194)

  (一)bcl一2家族及相关蛋白…………………………………………………………(195)

  (二)细胞凋亡中蛋白酶解机制………………………………………………………(199)

  (三)其他与凋亡相关基因……………………………………………………………(204)

  (四)线粒体与细胞凋亡………………………………………………………………(206)

  (五)神经酰胺——转导细胞凋亡的第二信使………………………………………(207)

  (六)细胞凋亡与具有死亡结构域蛋白………………………………………………(208)

  第四节辐射与细胞凋亡…………………………………………………………………(209)

  一、辐射所致细胞凋亡的生物学特征及阶段调控……………………………………(209)

  (一)引发性刺激………………………………………………………………………(209)

  (二)滞后(1ag)阶段的调节…………………………………………………………(209)

  (三)死亡反应…………………………………………………………………………(209)

  二、辐射诱发细胞凋亡的可能机制……………………………………………………(209)

  三、影响辐射诱发细胞凋亡的其他因素………………………………………………(211)

  (一)细胞周期…………………………………………………………………………(211)

  (二)线性能量传递(LET)……………………………………………………………(211)

  (三)氧…………………………………………………………………………………(211)

  (四)照射剂量及剂量率………………………………………………………………(212)

  参考文献………………………………………………………………一……………(212)

  第十章低剂量辐射兴奋效应………………………………………………………周平坤(219)

  第一节环境低水平辐射及对生命活动的影响…………………………………………(219)

  一、环境低水平辐射的来源……………………………………………………………(219)

  (一)天然辐射…………………………………………………………………………(219)

  (二)人为辐射…………………………………………………………………………(220)

  二、环境低水平辐射刺激生命活动……………………………………………………(221)

  (一)辐射兴奋代谢(radiogenic:metabolism)理论…………………………………(221)

  (二)低水平辐射刺激生长、繁衍……………………………………………………(221)

  第二节低剂量辐射诱导细胞遗传学适应性反应………………………………………(221)

  一、不同照射方式诱发的适应性反应…………………………………………………(222)

  (一)低剂量全身照射…………………………………………………………………(222)

  (二)离体照射…………………………………………………………………………(222)

  二、细胞遗传学适应性反应的特点……………………………………………………(222)

  (一)诱导适应性反应的射线品质……………………………………………………(222)

  (二)诱导剂量的范围…………………………………………………………………(223)

  (三)时效性……………………………………………………………………………(223)

  (四)细胞周期时相因素………………………………………………………………(223)

  (五)交叉适应性反应…………………………………………………………………(224)

  三、适应性反应的个体差异……………………………………………………………(224)

  第三节低剂量辐射诱导细胞基因突变适应性反应……………………………………(225)

  一、低剂量辐射诱导不同种类细胞的基因突变适应性反应…………………………(225)

  二、基因突变适应性反应的时效性和交叉反应性……………………………………(226)

  三、基因突变适应性反应的分子学基础………………………………………………(226)

  第四节低剂量辐射诱导适应性反应的分子机制………………………………………(227)

  一、辐射诱导基因和诱导蛋白…………………………………………………………(227)

  二、细胞信号转导机制…………………………………………………………………(228)

  三、细胞周期阻抑机制…………………………………………………………………(228)

  四、自由基和活性氧产物清除…………………………………………………………(229)

  五、DNA修复兴奋效应…………………………………………………………………(229)

  第五节低水平辐射的免疫兴奋效应……………………………………………………(230)

  一、对免疫细胞的刺激作用………………………………………--…………………·(230)

  二、细胞因子的分泌增加………………………………………………………………(231)

  三、整体调节反应………………………………………………………………………(231)

  第六节低剂量辐射的抑制肿瘤效应……………………………………………………(231)

  一、辐射流行病学研究…………………………………………………………………(231)

  二、低剂量辐射抑制肿瘤的实验研究…………………………………………………(232)

  三、低剂量辐射在临床肿瘤治疗中的应用前景………………………………………(232)

  参考文献………………………………………………………………………………(233)

  第十一章辐射敏感性………………………………………………………………魏康(237)

  第一节辐射敏感性差异的存在…………………………………………………………(237)

  一、哺乳动物细胞辐射敏感性的差异…………………………………………………(237)

  (一)不同类型细胞的辐射敏感性……………………………………………………(237)

  (二)肿瘤细胞的辐射敏感性…………………………………………………………(238)

  (三)辐射敏感的突变细胞株…………………………………………………………(238)

  二、伴有辐射敏感性增高的遗传性疾患………………………………………………(239)

  (一)毛细血管扩张性共济失调症……………………………………………………(240)

  (二)Nijmegen染色体断裂综合征…………………………………………………(241)

  (三)Bl()om综合征……………………………………………………………………(241)

  (四)Faconi贫血………………………………………………………………………(241)

  第二节细胞内在辐射敏感性的基础……………………………………………………(241)

  一、DNA损伤修复水平与细胞辐射敏感性……………………………………………(241)

  (一)初始DNA双链断裂……………………………………………………………(242)

  (二)染色质结构的影响………………………………………………………………(243)

  (三)DNA双链断裂的修复…………………………………………………………(243)

  (四)修复忠实性………………………………………………………………………(244)

  二、细胞周期调控与辐射敏感性………………………………………………………(245)

  (-一)细胞处于不同周期时相时的辐射敏感性………………………………………(245)

  (二)细胞周期调控与敏感性的关系…………………………………………………(246)

  (三)AT细胞辐射敏感性机制………………………………………………………

  三、细胞辐射敏感性相关的基因………………………………………………………

  (一)DNA修复基因…………………………………………………………………

  (二)p53抑癌基因及癌基因…………………………………………………………

  (三)辐射敏感遗传疾患有关的基因…………………………………………………

  四、与敏感性有关的其他问题…………………………………………………………

  (一)辐射能否引起细胞抗性…………………………………………………………

  (二)低剂量下的细胞辐射敏感性……………………………………………………

  第三节肿瘤细胞辐射敏感性预测………………………………………………………

  一、肿瘤细胞离体照射后的存活率……………………………………………………

  二、DNA双链断裂修复能力……………………………………………………………

  三、细胞增殖状态………………………………………………………………………

  四、其他…………………………………………………………………………………

  参考文献………………………………………………………………………………

  第十二章辐射敏感性的修饰………………………………………………………夏寿萱(260)

  第一节影响细胞辐射敏感性的因素……………………………………………………(260)

  第:二节辐射敏感性修饰的两个侧面……………………………………ul’…………f260)

  第三节辐射防护…………………………………………………………………………(261)

  一、辐射防护剂的研究概况……………………………………………………………(261)

  二、辐射防护剂的分子机理……………………………………………………………(263)

  (一)自由基的清除或钝化……………………………………………………………(263)

  (二)氧化应激的防御…………………………………………………………………(265)

  (三)对重要蛋白和酶疏基的保护……………………………………………………(266)

  (四)DNA损伤的减轻和修复的增强………………………………………………(267)

  (五)通过信号转导降低细胞辐射敏感性……………………………………………(268)

  第四节辐射增敏…………………………………………………………………………(270)

  一、辐射增敏剂的研究概况……………………………………………………………(270)

  (一)亲电子硝基化合物………………………………………………………………(271)

  (二)生物还原活性物…………………………………………………………………(271)

  (三)硫纂抑制刺………………………………………………………………………(272)

  (四)修复抑制剂……………………………………………………………………一(272)

  (五)中草药……………………………………………………………………………(272)

  (六)其他………………………………………………………………………………(273)

  二、辐射增敏的分子机理………………………………………………………………(273)

  (一)氧的辐射增敏作用和乏氧细胞的辐射抗性……………………………………(273)

  (:::)亲电子化合物对乏氧细胞的辐射增敏作用……………………………………(274)

  (j)生物还原作用…………………………………………………………………·一(275)

  (四)DNA损伤的加重和修复的抑制………………………………………………(275)

  (五)内源性巯基的耗竭………………………………………………………………

  (六)作用于膜的辐射增敏作用………………………………………………………

  (七)改变细胞的氧合状态……………………………………………………………

  (八)能量代谢的抑制…………………………………………………………………

  (九)诱导细胞凋亡……………………………………………………………………

  (十)辐射诱导的基因治疗……………………………………………………………

  第五节回顾与展望………………………………………………………………………

  一、辐射防护……………………………………………………………………………

  二、辐射增敏……………………………………………………………………………

  参考文献………………………………………………………………………………

  第十三章辐射诱发的基因突变…………………………………………毛建平夏寿萱(287)

  第一节研究辐射致突的重要性…………………………………………………………(287)

  第二节基因突变的含义…………………………………………………………………(287)

  一、同义突变,错义突变,无义突变……………………………………………………(287)

  二、中性突变,致死突变…………………………………………………………………(288)

  三、自发突变,诱发突变…………………………………………………………………(288)

  第三节基因突变的基本类型……………………………………………………………(288)

  一、点突变………………………………………………………………………………(288)

  (一)碱基置换…………………………………………………………………………(288)

  (二)移码突变…………………………………………………………………………(288)

  (三)回复突变…………………………………………………………………………(288)

  二、染色体突变…………………………………………………………………………(288)

  三、基因组突变…………………………………………………………………………(289)

  第四节基因突变频率和基因突变谱……………………………………………………(290)

  一、基因突变频率………………………………………………………………………(290)

  二、基因突变谱…………………………………………………………………………(290)

  第五节辐射引起的突变类型和特点……………………………………………………(290)

  一、基因突变谱…………………………………………………………………………(290)

  二、剂量效应关系………………………………………………………………………(291)

  三、不同哺乳动物细胞的基因突变……………………………………………………(292)

  四、突变的持久性………………………………………………………………………(292)

  五、突变与LE'I、的关系…………………………………………………………………

  第六节辐射致突的几个有关问题………………………………………………………(293)

  一、自发突变与辐射诱发突变谱的比较………………………………………………(293)

  二、DNA修复与突变……………………………………………………………………(293)

  三、突变与癌变…………………………………………………………………………(294)

  四、迟发突变……………………………………………………………………………(295)

  五、突变形成的核外机制………………………………………………………………(295)

  第七节辐射所致人类体细胞基因突变…………………………………………………(296)

  一、次黄嘌呤磷酸核糖基转移酶(HPRT)基因………………………………………(296)

  (一)hpr·t生物学性质…………………………………………………………………(296)

  (二)hprt突变谱………………………………………………………………………(297)

  (三)hpr·t基因突变检测方法…………………………………………………………(298)

  (四)hpr-t突变在受照剂量估计中的应用……………………………………………(299)

  (五)hpr-t突变分析法评价……………………………………………………………(301)

  二、T细胞受体(TCR)基因……………………………………………………………(301)

  (一)TCR生物学性质………………………………………………………………(301)

  (二)TcR基因突变谱………………………………………………………………(302)

  (三)TCR基因突变检测方法………………………………………………………(302)

  (四)TCR突变分析法的应用………………………………………………………(302)

  (·五)TCR突变分析法的评价………………………………………………………(303)

  三、白细胞抗原A(HLA—A)基因……………………………………………………(:303)

  (一)HI。A—A生物学性质……………………………………………………………(303)

  (二)HLA—A位点基因突变谱………………………………………………………(304)

  (三)HI。A—A基因突变检测法………………………………………………………(305)

  (四)HIA—A基因突变分析法的应用……………………………………一………(:305)

  (五)HLA—A突变分析法评价………………………………………………………(:306)

  四、红细胞膜血型糖蛋白A((9PA)基因………………………………………………(306)

  (一)GPA生物学性质………………………………………………………………(306)

  (二)GPA基因突变…………………………………………………………………(:306)

  (三)GPA基因突变分析法…………………………………………………………(307)

  (四)GPA突变分析法在辐射剂量中的应用………………………………………(308)

  (五)GPA分析法评价………………………………………………………………(310)

  五、血红蛋白(Hb)基因…………………………………………………………………(310)

  六、其他基因……………………………………………………………………………(31 1)

  参考文献………………………………………………………·一…………一一……·(312)

  第十四章辐射对染色体的效应………………………………………··金璀珍张泽云(314)

  第一节有关染色体的基本概念…………………………………………………………(314)

  一、染色质与染色体……………………………………………………………………(314)

  二、染色质结构…………………………………………………………………………(314)

  (一)核小体……………………………………………………………………………(314)

  (二)螺旋体……………………………………………………………………………(315)

  (三)超螺旋体…………………………………………………………………………(315)

  三、染色体的形态………………………………………………………………………(315)

  (一)着丝粒……………………………………………………………………………(315)

  (二)次缢痕……………………………………………………………………………(315)

  (三)随体………………………………………………………………………………(315)

  四、染色体的数目………………………………………………………………………(315)

  五、染色体的核型………………………………………………………………………(316)

  六、染色体显带…………………………………………………………………………(317)

  (一)显带染色体种类…………………………………………………………………(317)

  (二)显带染色体的命名和区带定位…………………………………………………(318)

  七、染色体分析自动化…………………………………………………………………(318)

  (一)染色体核型自动分析……………………………………………………………(318)

  (二)畸变自动计数……………………………………………………………………(318)

  (三)标本制作自动化…………………………………………………………………(319)

  第二节辐射诱发染色体畸变……………………………………………………………(319)

  一、染色体数目变化……………………………………………………………………(320)

  二、染色体结构改变……………………………………………………………………(320)

  (一)染色单体畸变……………………………………………………………………(320)

  (二)染色体型畸变……………………………………………………………………(320)

  三、自发畸变率…………………………………………………………………………(321)

  四、辐射敏感性比较……………………………………………………………………(321)

  五、染色体畸变形成的机理……………………………………………………………(321)

  (一)断裂重接假说……………………………………………………………………(321)

  (二)互换假说…………………………………………………………………………(322)

  第三节照射剂量与畸变率的量效关系…………………………………………………(322)

  一、x 7射线一次照射…………………………………………………………………(324)

  二、中子照射……………………………………………………………………………(324)

  三、小剂量X射线照射…………………………………………………………………(325)

  四、局部照射……………………………………………………………………………(325)

  第四节活体照射诱发的染色体畸变……………………………………………………(326)

  一、急性照射……………………………………………………………………………(327)

  (一)巴西事故…………………………………………………………………………(327)

  (二)San Sal,vador事故………………………………………………………………(327)

  (三)国内事故…………………………………………………………………………(328)

  (四)畸变频率随照后时间下降规律…………………………………………………(329)

  二、亚急性放射损伤染色体畸变特点…………………………………………………(330)

  三、职业性照射…………………………………………………………………………(331)

  四、高本底照射…………………………………………………………………………(332)

  第五节染色体畸变分析作为生物剂量估计的应用……………………………………(332)

  一、急性全身均匀照射…………………………………………………………………(332)

  二、不均匀照射…………………………………………………………………………(334)

  第六节染色体畸变分析在辐射远后效应研究中的应用………………………………(335)

  一、日本原爆受照幸存者………………………………………………………………(335)

  ■、国外核事故受照者…………………………………………………………………(336)

  三、国内辐射事故受照者………………………………………………………………(336)

  第七节染色体荧光原位杂交技术研究辐射诱发的染色体畸变………………………(338)

  一一、染色体荧光原位杂交技术…………………………………………………………(339)

  (一)概述………………………………………………………………………………(339)

  (二)探针的种类及杂交特点…………………………………………………………(340)

  (三)杂交方法…………………………………………………………………………(341)

  二、染色体荧光原位杂交技术在辐射诱发染色体畸变研究中的应用………………(343)

  (一)染色体畸变形成机制……………………………………………………………(343)

  (二)辐射诱发稳定性畸变的剂量效应关系…………………………………………(345)

  (三)早先受照者残留染色体畸变的研究……………………………………………(346)

  (四)回顾性生物剂量重建的影响因素………………………………………………(348)

  (五)展望………………………………………………………………………………(349)

  参考文献………………………………………………………………………………(349)

  第十五章辐射致体外细胞转化及其机理………………………………龚诒芬朱茂祥(353)

  第一节概述………………………………………………………………………………(353)

  一、历史回顾……………………………………………………………………………(353)

  二、研究意义……………………………………………………………………………(354)

  第二节体外细胞转化体系………………………………………………………………(354)

  ~‘、定义…………………………………………………………………………………(354)

  二、作用因子……………………………………………………………………………(354)

  三、靶细胞………………………………………………………………………………(355)

  四、照射模型……………………………………………………………………………(358)

  第三节细胞转化的多阶段与鉴定………………………………………………………(359)

  一、细胞转化的多阶段性………………………………………………………………(359)

  二、体外细胞转化的鉴定………………………………………………………………(361)

  (一)Ⅱ型和Ⅲ型转化灶………………………………………………………………(362)

  (二)锚着独立性生长…………………………………………………………………(363)

  (三)致瘤性相关抗原…………………………………………………………………(365)

  (四)动物体内成瘤性…………………………………………………………………(365)

  (五)肿瘤细胞的浸润性………………………………………………………………(365)

  第四节体外细胞转化的剂量一效应关系………………………………………………(366)

  一、概述…………………………………………………………………………………(366)

  二、低I。ET辐射…………………………………………………………………………(366)

  (一)剂量效应关系……………………………………………………………………(366)

  (二)剂量率和剂量分次………………………………………………………………(367)

  (三)小剂量的抑制效应………………………………………………………………(368)

  三、中子…………………………………………………………………………………(369)

  (一)RBE ………………………………………………··…·………………………(.369)

  (二)反剂量率效应……………………………………………………………………(370)

  四、a粒子………………………………………………………………………………(371)

  五、重离子………………………………………………………………………………(372)

  第五节增强和抑制细胞转化的因子……………………………………………………(374)

  一、增强细胞转化的因子………………………………………………………………(374)

  (一)启动阶段…………………………………………………………………………(374)

  (二)促进阶段…………………………………………………………………………(376)

  二、抑制细胞转化的因子………………………………………………………………(377)

  (一)有效的抑制因子…………………………………………………………………(377)

  (二)有效抑制的时相性………………………………………………………………(377)

  第六节辐射致体外细胞转化的机理……………………………………………………(381)

  一、概述…………………………………………………………………………………(381)

  二、染色体畸变…………………………………………………………………………(381)

  (一)概述………………………………………………………………………………(381)

  (二)染色体数目的改变………………………………………………………………(381)

  (三)染色体结构的改变………………………………………………………………(384)

  (四)染色体畸变与照射剂量的量效关系……………………………………………(385)

  三、遗传不稳定性………………………………………………………………………(388)

  四、癌基因、抑癌基因与细胞转化………………………………………………………(389)

  (一)癌基因……………………………………………………………………………(389)

  (二)抑癌基因…………………………………………………………………………(394)

  (三)辐射诱发转化细胞的基因改变…………………………………………………(396)

  五、其他机理…………………………………··……………………………………….(399)

  (一)信号转导途径……………………………………………………………………(399)

  (二)自由基……………………………………………………………………………(401)

  参考文献………………………………………………………………………………(401)

  第十六章辐射的遗传效应…………………………………………………………高沛永(413)

  第一节辐射对生殖细胞的损伤…………………………………………………………(413)

  一、两性生殖细胞发育上的差异………………………………………………………(413)

  二、两性生殖细胞的胞质差异…………………………………………………………(414)

  三、辐射对生殖细胞的损伤……………………………………………………………(414)

  (一)动物实验资料……………………………………………………………………(414)

  (二)人体观察的资料…………………………………………………………………(415)

  (三)对辐射的适应性…………………………………………………………………(416)

  四、两性生殖细胞辐射敏感性的比较…………………………………………………(416)

  五、放射性核素进人体内的遗传效应…………………………………………………(417)

  第二节辐射遗传危险的估计……………………………………………………………(417)

  一、加倍剂量法…………………………………………………………………………

  二、直接法………………………………………………………………………………

  第三节辐射的遗传效应…………………………………………………………………

  一、动物实验资料………………………………………………………………………

  二、辐射对人类的遗传效应……………………………………………………………

  三、有关遗传危险估计的一些参数………………………………一…………………‘

  四、不确定性和展望……………………………………………………………………

  (一)不确定性…………………………………………………………………………

  (二)展望………………………………………………………………………………

  第四节小结………………………………………………………………………………

  参考文献………………………………………………………………………………

  第十七章造血系统辐射损伤………………………………………………………陈家佩(426)

  第一节造血的基本概念…………………………………………………………………(426)

  一、造血的发育……………………………··…………………………………………’(426)

  (一)卵黄囊造血………………………………………………………………………(426)

  (二)肝脏造血…………………………………………t……………………………一(427)

  (三)骨髓造血…………………………………………………………………………(427)

  (四)胚胎造血干细胞的迁徙和意义…………………………………………………(427)

  二、造血器官……………………………………………………………………………(428)

  (一)骨髓………………………………………………………………………………(428)

  (二)胸腺………………………………………………………………………………(428)

  (三)脾…………………………………………………………………………………(428)

  (四)淋巴结……………………………………………………………………………(·428)

  三、血细胞生成…………………………………………………………………………(429)

  (一)造血干细胞………………………………………………………………………(429)

  (二)造血祖细胞………………………………………………………………………(429)

  (三)血细胞生成动力学………………………………………………………………(430)

  四、造血调控的细胞和分子机理………………………………………………………(431)

  (一)体液因子的调节…………………………………………………………………(431)

  (二)造血微环境的调节………………………………………………………………(432)

  (三)造血调控的有关基因……………………………………………………………(433)

  第二节血液系统辐射损伤………………………………………………………………(435)

  一、血液系统辐射损伤特点……………………………………………………………(435)

  二、外周血细胞辐射后变化和恢复……………………………………………………(436)

  (一)白细胞的变化……………………………………………………………………(436)

  (二)红细胞的变化……………………………………………………………………(437)

  (三)血小板的变化……………………………………………………………………(437)

  三、骨髓的辐射损伤和恢复……………………………………………………………(438)

  四、造血干细胞…………………………………………………………………………(439)

  (一)造血干细胞的辐射敏感性……………………………………..……………….(439)

  (二)造血干细胞的辐射损伤和恢复…………………………………………………(442)

  五、造血祖细胞…………………………………………………………………………(442)

  (一)造血祖细胞的辐射敏感性………………………………………………………(442)

  (二)造血祖细胞的辐射损伤与恢复…………………………………………………(444)

  六、造血微环境…………………………………………………………………………(444)

  (一)造血微环境的辐射敏感性………………………………………………………(445)

  (二)造血微环境的辐射损伤和恢复…………………………………………………(445)

  七、造血因子及其受体的照后变化……………………………………………………(448)

  八、造血系统辐射损伤的重要意义……………………………………………………(449)

  九、造血系统辐射的近期后果及远后效应……………………………………………(450)

  一、造血系统辐射损伤的近期后果……………………………………………………(450)

  二、造血系统辐射损伤的远后效应……………………………………………………(450)

  第三节辐射后造血重建…………………………………………………………………(451)

  一、细胞因子和造血重建………………………………………………………………(451)

  (一)集落刺激因子类…………………………………………………………………(451)

  (二)白介素类…………………………………………………………………………(451)

  (三)其他细胞因子……………………………………………………………………(452)

  (四)动物实验…………………………………………………………………………(452)

  (五)临床应用…………………………………………………………………………(455)

  二、造血干细胞移植与造血重建………………………………………………………(456)

  (一)胎肝造血干细胞移植……………………………………………………………(457)

  (二)骨髓造血干细胞移植……………………………………………………………(459)

  (三)外周血造血干细胞移植…………………………………………………………(461)

  (四)脐带血造血干细胞移植…………………………………………………………(462)

  (五)CI=)34’造血细胞移植…………………………………………………………(463)

  (六)造血干细胞移植指征和存在的问题……………………………………………(464)

  三、基因治疗和造血重建………………………………………………………………(465)

  参考文献………………………………………………………………………………(466)

  第十八章免疫系统的辐射损伤效应及修复………………………………………王玉芝(471)

  第一节淋巴细胞的发生…………………………………………………………………(471)

  …、T淋巴细胞的发生及分化…………………………………………………………(472)

  二、B淋巴细胞的发生及分化…………………………………………………………(472)

  第二节淋巴细胞的辐射损伤效应………………………………………………………(472)

  一、T淋巴细胞及亚群的辐射敏感性…………………………………………………(473)

  二、自然杀伤细胞的辐射效应…………………………………………………………(474)

  三、辐射对B淋巴细胞和抗体生成细胞的影响………………………………………(474)

  四、淋巴细胞功能亚群辐射敏感性的比较……………………………………………(475)

  第三节辐射对单核一巨噬细胞系统的影响……………………………………………(476)

  一一、单核一巨噬细胞系统的发生及器官特异性………………………………………(476)

  二、单核一巨噬细胞的辐射效应…………………………………………………………(477)

  三、巨噬细胞参与辐射诱导的器官炎症和纤维化……………………………………(477)

  (一)粘附分子………………………………………………………………………(477)

  (二二)TNF和IL一1 …………………………………………………………………(477)

  (三)淋巴细胞相关抗原分子…………………………………………………………(478)

  第四节辐射诱发炎性细胞激活及细胞网络调节………………………………………(478)

  一、辐射诱发炎性细胞激活……………………………………………………………(478)

  二、辐射对II。一2表达的影响…………………………………………………………(478)

  三、辐射诱导神经内分泌参与免疫网络调节…………………………………………(478)

  四、辐射诱导核蛋白酶和转录调节基因激活…………………………………………(478)

  第五节辐射免疫系统损伤的修复与重建………………………………………………(479)

  一、骨髓及其他造血干细胞移植………………………………………………………(480)

  二、激活的免疫细胞促辐射损伤修复…………………………………………………(480)

  三、细胞因子促免疫辐射损伤修复……………………………………………………(480)

  (一·)细胞因子自分泌、旁分泌和内分泌……………………………………………(481)

  (二)白细胞介素一1促免疫辐射损伤修复…………………………………………(48t)

  (三)干扰素(1FN)促免疫辐射损伤修复……………………………………………(482)

  (四)肿瘤坏死因子(TNF)…………………………………………………………(483)

  (五)其它类型免疫调节对辐射损伤的修复作用……………………………………(484)

  四、辐射免疫系统损伤、修复与细胞网络调节…………………………………………(484)

  (一)免疫系统与造血系统的相关性…………………………………………………(485)

  (二)免疫调节功能的复杂多向性……………………………………………………(485)

  参考文献………………………………………………………………………………(485)


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