目的：在测定体外培养细胞受低剂量率β射线照射的吸收剂量前提下，验证 不同剂量率射线杀灭肿瘤细胞的效果，通过观察细胞凋亡发生规律，揭示传 统意义之外的照射后肿瘤细胞死亡方式并初步探讨其发生机制，为优化临床 核素靶向治疗方案提供依据。 材料和方法：采用核素剂量点核函数的经验公式和放射自显影相结合的方 法，测定体外培养细胞受低剂量率³²Pβ射线照射的吸收剂量，在此基础上， 通过克隆形成率实验评价不同剂量率射线对人宫颈癌Hela细胞的杀伤效果； 籍曝露于细胞膜表面的磷脂酰丝胺酸用流式细胞仪较精确地定量检测凋亡早 期细胞；X-Gal染色鉴别表达衰老相关性半乳糖苷酶的细胞；端粒重复序列 扩增法半定量测定不同剂量率射线照射后不同时间的细胞端粒酶活性。 结果：本实验应用的剂量测量方法适用于低剂量率、纯β射线在非组织等效 介质中的吸收剂量测定，1MBq/cm²贴片隔培养瓶底玻璃后的吸收剂量率为 21.9 cGy/hr，且结果显示：不同部位细胞吸收剂量均匀，不同批次实验重复 性好，符合生物学实验基本要求。克隆形成率实验显示剂量率在 7.5 cGy/hr～60 cGy/hr范围内射线杀灭肿瘤细胞存在“反剂量率效应”：受照射后，Hela细 胞凋亡发生于两个时相，第一次凋亡率高峰时间在照射后24 小时，各剂量 率组的峰值较低，且与剂量率大小没有可见的相关性，此时发生的凋亡不能 反映射线杀灭肿瘤细胞效果；第二次凋亡发生在72小时之后，96小时其 上升趋势不减，凋亡数量明显超过第一次的峰值，凋亡率与剂量率大小呈负 相关，与剂量率对克隆形成率的影响一致。用高剂量率照射实体肿瘤细胞的 既往文献中未见有报道类似现象，提示低剂量率射线存在另外的杀灭肿瘤细 胞的方式。 X-Gal 染色实验显示照射后部分肿瘤细胞在近核的胞浆出现蓝色沉淀， 并且细胞变大、扁平、核浆比例减小，与衰老的正常组织细胞相近；表达衰 老相关性半乳糖苷酶（SA─β─Gal）的细胞数量与剂量率亦存在负相关性， 用生长曲线校正的方法排除继续增殖细胞的稀释作用，发现染色阳性的细胞 数在照射后较长的时间里有持续增长的趋势；由正常组织细胞转化为恶性肿 二 一 瘤细胞经历的两个时相（死亡相 MI和死亡相 M2）的细胞都可以表达 SA一p 一h，死亡相MZ经历数次分裂后以凋亡形式被清除，染色阳性细胞数量、 产生时间及剂量率分组间的差别都与第二次凋亡有着内在的关联：死亡相 MI（衰老相）的细胞的产生和存在可能是临床核素治疗肿瘤中所存在的远期 治疗作用的机制。 不同剂量率照射后端粒酶活性在整个观察时间范围内均低于未照射组。 而获得端粒酶活性以维持端粒长度是细胞克服死亡相MZ转化为恶性肿瘤细 胞所具有的永生性的主要机制，所以认为低剂量率射线抑制端粒酶活性是细 胞逆转向死亡相 MI、MZ的机制之一。 结论：一定范围内的低剂量率照射在杀灭肿瘤细胞时存在“反剂量率效应＼ 不能用传统意义上的凋亡解释。在体外，X－Gal染色阳性率可以较好反映低 剂量率 卜射线照射的实体瘤细胞杀伤效力：射线诱导表达＊A一p一＊丑的 死亡相MZ期细胞的产生可以解释“反剂量率效应”；同样表达SA一e—Gal 的类衰老细胞的产生和存在可能是临床核素治疗肿瘤中所存在的远期治疗作 用的原因；低剂量率p射线持续照射抑制Hela细胞的端粒酶活性，是肿瘤 细胞受照射后产生增殖死亡（包括死亡相 MI和 MZ）的部分机制。