安徽医科大学：《核医学》课程教学资源（课件讲稿）第九章 核医学与放射医学研究进展

安歉医科大学 第九章核医学与放射医学研究进展

安徽医科大学 第九章 核医学与放射医学研究进展

安徽医科大学 、 低剂量辐射所诱导的兴奋效应和适应性效应 1982年Luckey提出了低剂量辐射的兴奋效应(stimulation effect或hormesis)理论。 根据联合国原子辐射效应科学委员会(UNSCEAR)报告， 低剂量辐射low dose radiation,LDR)指低传能线密度(LET) 辐射的剂量在0.2Gy以内，高LET辐射的剂量在0.05Gy以内， 剂量率在0.05mGy/min内。 在低剂量辐射免疫兴奋效应方面的研究发现，长期给予 LDR可促进CD4+和CD8+T细胞表达升高，并增强外周血中 巨噬细胞的吞噬功能L,2。提示LDR能够诱导胸腺细胞的自我 更新、增殖和成熟，使机体的细胞免疫功能得到增强

安徽医科大学 一、低剂量辐射所诱导的兴奋效应和适应性效应 1982年Luckey提出了低剂量辐射的兴奋效应(stimulation effect或hormesis)理论。 根据联合国原子辐射效应科学委员会(UNSCEAR)报告， 低剂量辐射(low dose radiation, LDR)指低传能线密度(LET) 辐射的剂量在0.2Gy以内，高LET辐射的剂量在0.05Gy以内， 剂量率在0.05mGy/min内。 在低剂量辐射免疫兴奋效应方面的研究发现，长期给予 LDR可促进CD4+和CD8+T细胞表达升高，并增强外周血中 巨噬细胞的吞噬功能[1,2]。提示LDR能够诱导胸腺细胞的自我 更新、增殖和成熟，使机体的细胞免疫功能得到增强

安激医科大学 是量 LDR还可诱导细胞产生适应性效应，使机体能够对高剂量电 离辐射以及其他化学毒性物质所造成的细胞损伤产生抵抗作用， 其发生机制可能与LDR增强各类保护性蛋白的表达有关，其中包 括热休克蛋白、Ku80以及各类抗氧化酶等3-s。 LDR可显著提高昆明小鼠体内超氧化物歧化酶SOD)的含量， 使之对随后的高剂量辐射产生适应性效应6]。 应用： 提高机体的抗肿瘤免疫能力，抑制肿瘤组织的生长、减少肿 瘤转移

安徽医科大学 LDR还可诱导细胞产生适应性效应，使机体能够对高剂量电 离辐射以及其他化学毒性物质所造成的细胞损伤产生抵抗作用， 其发生机制可能与LDR增强各类保护性蛋白的表达有关，其中包 括热休克蛋白、Ku80以及各类抗氧化酶等[3-5]。 LDR可显著提高昆明小鼠体内超氧化物歧化酶(SOD)的含量， 使之对随后的高剂量辐射产生适应性效应[6] 。 应用： 提高机体的抗肿瘤免疫能力，抑制肿瘤组织的生长、减少肿 瘤转移

安激医科大学 减少高剂量电离辐射引起致癌效应的危险性7-。 此外，LDR还可有效预防其他基因组不稳定性疾病的发 生，并且能够通过阻止胰腺细胞的氧化损害对糖尿病起到 预防和治疗作用3。 近期研究表明，LDR主要诱导正常细胞产生适应性效 应，而在肿瘤细胞中并不出现，这一结果将有利于临床放疗 方案和照射靶区的选择

安徽医科大学 减少高剂量电离辐射引起致癌效应的危险性[7-9]。 此外，LDR还可有效预防其他基因组不稳定性疾病的发 生[9]，并且能够通过阻止胰腺β细胞的氧化损害对糖尿病起到 预防和治疗作用[3]。 近期研究表明[10] ，LDR主要诱导正常细胞产生适应性效 应，而在肿瘤细胞中并不出现，这一结果将有利于临床放疗 方案和照射靶区的选择

安激医科大学 二、辐射诱导的旁效应 辐射诱导的旁效应(radiation induced bystander effect,RIBE) 为放射生物学研究的另一热点问题，是指受照射细胞会引起其周围邻近未照 射细胞产生相类似的放射生物效应，如：姊妹染色体互换频率的增加、集落 形成率的降低、点突变、细胞调亡和微核率的增加、诱导基因组的不稳定以 及细胞周期的改变等11-131。 由于RBE的研究尚处于起步阶段，其发生的详细机制尚不清楚。目前 学术界存在两种观点： 1.旁效应与细胞间的通讯有关，相邻细胞通过间隙连接(gap junction- mediated intercellular communication,GJIC)可以直接交换小分子来实现代 谢偶联或电偶联14,15)，其中连接蛋白43(connexin43,Cx43)磷酸化以及表达 水平的升高可造成GJIC功能的改变，诱导细胞间旁效应的产生16,171。 2.受照射细胞分泌的各类非稳定细胞因子和信号分子经过培养介质后，通 过细胞信号转导使周围细胞产生旁效应18,191

安徽医科大学 辐射诱导的旁效应（radiation induced bystander effect, RIBE） 为放射生物学研究的另一热点问题，是指受照射细胞会引起其周围邻近未照 射细胞产生相类似的放射生物效应，如：姊妹染色体互换频率的增加、集落 形成率的降低、点突变、细胞凋亡和微核率的增加、诱导基因组的不稳定以 及细胞周期的改变等[11-13]。 二、辐射诱导的旁效应 由于RIBE的研究尚处于起步阶段，其发生的详细机制尚不清楚。目前 学术界存在两种观点： 1. 旁效应与细胞间的通讯有关，相邻细胞通过间隙连接(gap junction￾mediated intercellular communication, GJIC)可以直接交换小分子来实现代 谢偶联或电偶联[14,15]，其中连接蛋白43(connexin 43，Cx43)磷酸化以及表达 水平的升高可造成GJIC功能的改变，诱导细胞间旁效应的产生[16,17]。 2. 受照射细胞分泌的各类非稳定细胞因子和信号分子经过培养介质后，通 过细胞信号转导使周围细胞产生旁效应[18,19]

安徽医科大学 3.国际放射生物学界综合近期的大量研究结果后，认为RBE可能是受照细 胞和周围细胞之间一系列级联式反应的结果。 细胞 产生ROS和NO等 邻近细胞膜 MAPK信号途径 NADPH氧化酶 NO和LLR 细胞核 ROS和其它损伤因素 DSBs 直接进入细胞 细胞凋亡

安徽医科大学 3. 国际放射生物学界综合近期的大量研究结果后，认为RIBE可能是受照细 胞和周围细胞之间一系列级联式反应的结果。 细胞 产生ROS和NO等 邻近细胞膜 MAPK信号途径 细胞核 NADPH氧化酶 ROS和其它损伤因素 DSBs 细胞凋亡 NO和LLR 直接进入细胞

安激医科大学 量 应用： 由于肿灌的侵袭性特点，在放疗靶区周围组织常有细胞浸润，RBE能 够将肿瘤的放疗效果放大。 反之，阻断肿瘤细胞和正常细胞之间的GJIC可降低放疗对周围正常组 织的损伤，使放射性肿瘤治疗具有一定的靶向性。 元元元元元

安徽医科大学 由于肿瘤的侵袭性特点，在放疗靶区周围组织常有细胞浸润，RIBE能 够将肿瘤的放疗效果放大。 反之，阻断肿瘤细胞和正常细胞之间的GJIC可降低放疗对周围正常组 织的损伤，使放射性肿瘤治疗具有一定的靶向性 。 应用：

安徽医科大学 三、乏氧细胞的放射生物效应和显像 乏氧诱导因子-1(hypoxia inducible factor-1,HIF-1)是调节细胞对乏氧 反应的重要转录因子，由a和β两个亚基组成。通常情况下，HIF-1β稳定表达， 而HIF-1α严格受细胞内氧浓度的调节并对整个转录过程起关键作用。 应用： 1.恶性肿瘤的诊断和治疗； 2.缺血性疾病的诊断。 4-tedroxvaoa d

安徽医科大学 三、乏氧细胞的放射生物效应和显像 乏氧诱导因子-1(hypoxia inducible factor-1，HIF-1)是调节细胞对乏氧 反应的重要转录因子，由α和β两个亚基组成。通常情况下，HIF-1β稳定表达， 而HIF-1α严格受细胞内氧浓度的调节并对整个转录过程起关键作用。 应用： 1. 恶性肿瘤的诊断和治疗； 2. 缺血性疾病的诊断

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安激医科大学 四、放射卫生和放防护 目前的研究重点集中于以下两个方面：（①）周围环境中氡含量与癌症的 关系研究；(2)医疗照射水平的控制。 医疗照射是公众所受人工辐射的最大来源，长期以来，医疗照射水平 的控制一直是放射防护的重点内容。随着介入放射学(interventional radiology)的快速发展，其应用范围已扩展到多个交叉学科。然而，利用 介入放射学诊治疾病需要在医学影像实时引导下进行，其中大部分是借 助于X射线成像的方法，从而导致患者和相关医务人员不可避免地接受 比其他放射学检查更大剂量的照射，因此，在追求高质量介入放射学临 床实践的同时，如何尽可能合理减少射线引导手段所致患者与医务人员 的电离辐射，成为近年来医疗照射水平控制研究的重点内容

安徽医科大学 四、放射卫生和放射防护 目前的研究重点集中于以下两个方面：(1)周围环境中氡含量与癌症的 关系研究；(2)医疗照射水平的控制。 医疗照射是公众所受人工辐射的最大来源，长期以来，医疗照射水平 的控制一直是放射防护的重点内容。随着介入放射学(interventional radiology)的快速发展，其应用范围已扩展到多个交叉学科。然而，利用 介入放射学诊治疾病需要在医学影像实时引导下进行，其中大部分是借 助于X射线成像的方法，从而导致患者和相关医务人员不可避免地接受 比其他放射学检查更大剂量的照射，因此，在追求高质量介入放射学临 床实践的同时，如何尽可能合理减少射线引导手段所致患者与医务人员 的电离辐射，成为近年来医疗照射水平控制研究的重点内容