核黄素体外辐射增敏机理研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com中国柳誊(C辑)第3l卷第6期SC1ENCEINCHINA(SeriesC)2001年12月核黄素体外辐射增敏机理研究刘官树陆长元姚思德(中国科学院j。每原子棱研究所辐射化学开放实验室．上海201800)赵芳孟祥顺李雨高建国蔡建明{第二军医大学放射医学研究所．上海20o433)张黎明陈志龙『第二军医大学防化教研室}‘海200433}摘要采用MTT方法和荧光显授镜技术，麒小鼠胸腺细胞和人肝L02细胞株为研究对象，对枝黄素的体外辐射增敏作用进行研究．在5Gy砷coY射线辐照条件下，低浓度(5～50g

2、mol／L)和高浓度(100-400~rnol／L)枝黄素作用下的小鼠胸腺细胞存活率的时间依赖关系表现出明显的差异，其规律为：低浓度下，细胞受Y射线辐照后并不立刻大量死亡，但随着时间的推移存活率迅速下降，4h后存活水平降低到较低的水平：而高浓度下，细胞立刻大量的死亡，且随时间的变化，细胞存活仅有傲弱的下降．荧光显微镜研究结果显示，核黄素在细胞中的分布因高浓度和低浓度而有所不同，低浓度时核黄素集中于细胞核区，高浓度时细胞骥区也有较高的分布．由此得到结论：低浓度时(<50~mol／L)，核黄素作用的位点在细胞核，对DNA辐射损伤增敏：高浓度时(>

3、100~mol／L)，枝黄素辐射增敏的主要靶位点为细胞膜，两者均显示出核黄素对细胞辐射损伤具有显著的增敏效应关键词核黄素小鼠胸腺细胞LO2细胞MTT方法荧光显撇镜技术辐射增敏核黄素(riboflavin，RF)又称维生素B2，是构成生物氧化过程中所必需的两个辅酶黄素核苷酸(FMN)和黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)的主要活性基团⋯．同时由于核黄素的吸收波段很宽(从紫外区到可见光区)且系间窜越的量子产额较高(画sc=067)，故在光生物学上，核黄素又是一种重要的光敏化剂．一般认为在近紫外和可见光范围内，核黄素是导致细胞受损和死亡最重要的内源性光敏化

4、剂之一口．国内外学者对核黄素的光敏化机理进行了大量的研究，基本上确定核黄索的光敏化作用是比较典型的TypeI机理，通常解释为在光作用下，核黄素分子经光解产生的激发三重态与生物靶分子发生抽氢或电子转移氧化反应，从而导致靶分子受到损伤；而核黄素激发态通过产生活性氧对生物靶分子造成的损伤(Type1I机理)可以忽略口】．我们在近来的光敏化机理研究中发现，核黄素的氧化性自由基可能也是敏化反应的重要活性中间体，而且其反应产物与激2000-10-18收稿、200

5、一03—30收修改稿·国家自然科学基金资助项目(批准号39830090)联系^．E—mail

6、：sidcyao@sinr．accn维普资讯http://www.cqvip.com第6期刘官树等：核黄素体外辐射增敏机理研究发三重态氧化的稳态结果一致，反应速率常数相似I5】，突破了文献上只考虑核黄素激发三重态氧化性的较片面看法，丰富了对核黄素光敏化损伤生物靶分子机理的认识．尽管核黄素能以自由或共轭形式广泛分布在人体组织器官中，但是它对靶分子在电离辐射中所起的作用，即核黄素可能具有的辐射增敏性，一直未见研究报道．然而这对全面评价核黄素在体内和体外的作用是非常重要的，尤其是近年来光敏化剂与辐射增敏剂的深层次交叉，使得本研究工作的意义显得尤为重

7、大】．我们近来的脉冲辐解和激光光解研究结果表明，核黄素可以与核苷酸的电子加合物、氢加合物以及还原性羟基加台物发生电荷转移反应，使得辐射损伤的DNA不能自行修复，并最终导致DNA的损伤加尉，同时辐照产生的核黄素氧化性自由基对生物靶分子，包括DNA核苷酸、氨基酸、细胞膜模型化合物亚油酸都具有很强的反应性，可以直接攻击生物靶分子，增强射线对细胞的损伤，达到辐射增敏的效果它还可以通过氧化体内的含巯基的化合物或其他抗氧化剂减少对损伤的修复来达到目的．这些研究结果均表明核黄素是一种具有潜在辐射增敏教应的药物，而且其增敏作用机理是一种棍合机理，即能同时作用

8、于包括DNA，蛋白质，脂类分子和生物抗氧化剂在内的多种生物靶分子．核黄素是生物体所必需的，且被细胞吸收的方式以主动运输为主，可以顺利通过细胞膜，到达靶位点．为此，可利用肿瘤细胞新陈代谢旺盛的特点，通过特殊途径给药加大核黄素在肿瘤细胞中的富集，以适时的药物代谢周期增加肿瘤放疗效果．通过考察不同浓度核黄素作用于小鼠胸腺细胞和L02细胞的细胞内分布和不同核黄素浓度作用下射线处理后细胞存活的时效关系，我们对核黄素辐射增敏效果进行了研究，得到了细胞水平上核黄素辐射增敏作用的直接证据．1材料与方法1．1实验动物和细胞株昆明种健康小鼠购自第二军医大学实验动

9、物中心，体重18—22g，雌、雄各半，实验时随机取样．L02人肝细胞株由复旦大学遗传学研究所馈赠．1．2小鼠胸腺细胞制备小鼠脱颈处死，无菌取出胸腺．RPMI．164