细胞辐射损伤的恢复

电离辐射引起的哺乳动物细胞的损伤,除不可修复的致死性损伤(即导致细胞发生上述间期死亡或生殖死亡的损伤)外,还有两类损伤是可以得到恢复的,它们是:

1.亚致死性损伤(SLD) 指能被细胞所正常地修复的损伤,往往在照射后2~6小时便得到恢复。根据定义,亚致死性损伤不是直接导致细胞死亡的,然而它却能使细胞对再次受到照射时敏感性提高。此外,如果继一个辐射剂量照射之后,相隔一短时间,再受到第二个剂量的照射,由于亚致死性损伤尚未来得及恢复,这种损伤就可成为致死性的了,即一个SLD能与另一个SLD相互作用(或累积在一起)而成为致死性的损伤。细胞存活曲线中的肩部就是反映SLD的累积过程及细胞修复亚致死性损伤的能力的(图2-8)。探讨正常组织与肿瘤组织修复亚致死性损伤能力的差别,就有助于设计出更为有效的分次照射方案来。

2.潜在致死性损伤(PLD) 一些辐射损伤在适宜于细胞生长的条件下(37℃、全价培养基、无细胞拥挤现象,即处于指数生长期的细胞等)是不可恢复的、致死性的;但在不适当的或被扰乱的生长条件下(例如将刚受照射的细胞冷却至20℃、或用平衡盐溶液代替全价培养基、或使细胞保持拥挤状态,即处于稳定期的细胞,或在培养基内加有抑制蛋白质合成的制剂如放射菌酮等),则损伤就成为可恢复的,从而细胞存活增加(图2-10)。这类损伤便称为潜在致死性损伤。它与上述SLD不同:SLD描述分割照射时的恢复,而PLD则描述单次剂量照射时的修复。SLD与PLD的恢复在高LET射线照射下都是不存在的(存活曲线中不出现肩部)。

图2-10 细胞于照射后所处环境对存活的影响

下面一条线为以不同剂量射线照射Chang肝细胞后立即将细胞接种于新鲜培养液内,或立即换新鲜培养液使之保持6或12小时的细胞存活;上面一条线为照后不更换新鲜培养液保持6或12小时的存活。由于PLD的恢复而使存活增加,但在高剂量时比低剂量时的存活增加要多。

PLD的恢复的量与照射剂量有关,即剂量越高恢复越多(图2-10,2-11),这与SLD的恢复正好相反。但在不同的细胞存活水平,于有PLD恢复时和无PLD恢复时所各需照射剂量之比值,却都是相同的(图2-11)。

图2-11 潜在致死性损伤的恢复对细胞存活的影响

c为在较低照射剂量时存活的增加,c′为较高剂量时的增加:C′>C然则,在有PLD恢复时所需的剂量与无PLD恢复时所需的剂量之比值,在任一细胞存活水平都是相同的,如图中

上述两种损伤,都是用离体细胞实验所得结果,有助于理解损伤修复的过程。但究竟它们在肿瘤细胞的放射反应中起到多大作用,尚了解得很不充分。目前对两种损伤,尤其是对潜在致死性损伤,仍需进一步深入研究。

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