暴露于6 MV X射线的葱（Allium cepa）分生细胞的剂量-反应特性研究

《Radiation Measurements》：Dose-response characterization of Allium cepa meristematic cells exposed to 6 MV X-rays

　　

T. Butini|F. Barco|M. Quattrocchi|R. Ciolini|M. Marrale|M.G. Cascone|E. Rosellini|M.N. Xavier|S.O. Souza|F. d’Errico

意大利巴勒莫大学生物、化学与药学科学和技术系“STEBICEF”

摘要

本研究探讨了葱（Allium cepa）分生细胞对6 MV X射线辐照的细胞遗传学反应，研究了广泛的剂量范围。该模型被认为是一种敏感且可重复的实验系统，适用于检测辐射诱导的损伤。通过微核试验和有丝分裂指数评估了基因毒性和增殖效应。在0-4 Gy范围内，观察到剂量与微核细胞频率之间存在强线性关系（r = 0.99）。在此剂量范围之外，微核细胞频率和有丝分裂活性均出现下降，这与辐射导致的具有有丝分裂能力的细胞丧失一致。整体剂量-反应关系可用包含细胞杀伤组分的线性-二次模型很好地描述。这些发现揭示了损伤积累与增殖抑制之间的转变，进一步支持了葱作为涉及低LET光子辐射的生物剂量学应用候选系统的潜力。

部分摘录

引言

研发可靠的生物剂量学系统对于理解低剂量和高剂量的辐射效应至关重要。辐射防护框架旨在通过准确评估辐射可能造成的生物损伤来限制相关风险（ICRP, 2007; ICRP, 2020）。在低剂量情况下评估生物效应是一个特别重要的挑战，因为需要统计上显著地检测微妙的细胞遗传学变化。

葱种子的萌发

按照既定方案（d’Errico等人，2023年；Barco等人，2024年；Butini等人，2024年），将无农药的圆形Red Baron洋葱品种的葱种子放置在含有两层滤纸的培养皿中作为生长介质。种子之间保持约1厘米的距离。然后用4毫升无菌水湿润滤纸，以确保适当的湿度并促进幼苗发育。培养皿被密封后...

结果

图5显示了葱幼苗中微核细胞的频率与吸收剂量的关系（0.25、0.5、1、2、4、8和16 Gy），以每1000个细胞中含一个或多个微核的细胞百分比表示。

在0-4 Gy范围内，微核细胞频率逐渐增加，其中皮尔逊相关系数为r = 0.99（图6），表明剂量与细胞遗传学变化之间存在近乎完美的线性关系。

讨论

葱测试系统因其能够再现动物组织中观察到的辐射诱导的细胞遗传学损伤的关键方面而广受认可，这归功于其水等效组成以及对基因毒性压力的良好反应（Grant, 1978; Leme和Marin-Morales, 2009; Palmieri等人, 2016; Reis等人, 2017）。尽管洋葱基因组庞大且高度重复，但其与人类存在保守的同源基因（估计占15-25%），这支持了其作为...

结论

本研究表明，葱的分生细胞对6 MV X射线表现出剂量依赖的细胞遗传学反应，从损伤积累到增殖抑制的转变。微核细胞频率与有丝分裂指数之间的一致性突显了该模型捕捉基因毒性和增殖效应的能力。这些发现支持将葱作为一种敏感且生物学信息丰富的系统，用于研究辐射诱导的...

Francesca Barco：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 初稿，数据分析，方法学研究，调查，数据分析。Francesco d'Errico：撰写 – 审稿与编辑，数据可视化，验证，项目监督，方法学研究，资金获取，数据分析，概念化。Susana Oliveira de Souza：撰写 – 审稿与编辑，验证，监督。Tommaso Butini：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 初始草稿

d’Errico等人，2023年；Grant, 1978年；Higley, 2018年；Ren等人，2013年；Ulanovsky, 2016年。

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所报告的工作。