GDF15和PIG3基因表达水平变化作为快速辐射生物剂量计的研究

核与辐射恐怖袭击事件发生后会产生大量伤员，对伤员进行快速准确的辐射生物剂量评估是正确后续处理的关键。广泛用于辐射生物剂量估算的染色体畸变分析因试验周期长、技术要求高等缺点，无法满足快速、高通量的要求。辐射诱导基因表达变化作为潜在的辐射生物剂量计，因快速和高通量的特点成为目前研究的热点。本研究组的前期研究已发现辐射诱导GDF15和PIG3的基因表达变化有成为辐射生物剂量计的潜力。本项目试图进一步对这两种基因表达水平变化作为辐射生物剂量计的可行性进行系统地研究。利用离体人外周血和永生化淋巴细胞株，探索辐射诱导这两种基因转录和翻译水平剂量效应关系和时间响应范围；分析不同剂量率射线诱导这两种基因表达变化的规律；初步分析环境诱变剂对这两种基因表达水平的影响；探索辐射诱导基因表达水平变化的离体效应和整体效应的一致性，旨在验证这两种基因表达水平变化作为辐射生物剂量计的可能性。

项目背景：辐射生物剂量计在核事故受照人员剂量估算具有重要的作用。广泛用于辐射生物剂量估算的染色体畸变分析因试验周期长、技术要求高等缺点，无法满足快速、高通量的要求。辐射诱导基因表达变化因快速和高通量的特点成为目前研究的热点。本研究组前期基因芯片研究已发现辐射诱导GDF15和PIG3的基因表达变化有成为辐射生物剂量计的潜力。.研究内容：从mRNA和蛋白质水平分析电离辐射诱导的GDF15和PIG3基因表达水平变化，确定各自的剂量效应关系和时间响应范围；分析两个基因的本底表达水平和电离辐射个体敏感性差异；确定射线剂量率不同对辐射诱导两基因表达水平的影响；分析环境诱变剂的影响；分析辐射诱导两基因表达水平变化的离体与整体效应的一致性。.重要结果：1、(γ)射线照射后两基因在转录和翻译水平具有良好的剂量-效应关系，具备辐射生物剂量计的基本条件；2、中子源产生的射线照射后48 h，两基因转录和翻译水平的表达变化具有良好的剂量-效应关系；3、两基因转录和翻译水平的表达变化不受剂量率和一些环境诱变剂的影响；4、正常人外周血两基因mRNA本底表达水平不受性别和年龄影响；5、离体照射人外周血两基因表达水平在一定范围内具有良好的剂量效应关系。.关键数据：1、(γ)射线照射后8-72 h人AHH-1淋巴细胞株PIG3和GDF15 mRNA在一定的剂量（10 Gy）范围内呈现良好的剂量-效应关系；2、AHH-1基因和蛋白表达水平分别在照后24 h-7 d和8-48 h呈现良好的剂量-效应关系；3、中子源产生的射线照射后48 h AHH-1中两基因mRNA和蛋白表达水平呈现良好的剂量-效应关系；4、两基因表达水平在3、5、8 Gy三个剂量点不同剂量率之间无明显统计学差异；5、8 Gy照射组与H2O2和丝裂霉素给药联合照射组相比两基因的表达量无明显统计学差异；6、正常人外周血两基因本底表达水平在不同性别和年龄组之间无明显差异；7、0-8 Gy照射后8-48 h人外周血淋巴细胞两基因mRNA表达水平均呈现良好的剂量效应关系；8、0-8 Gy照射后48 h和72 h，在一定剂量范围内，人外周血淋巴细胞PIG3蛋白表达呈现一定的剂量效应关系。.科学意义：验证了辐射诱导的PIG3和GDF15基因表达水平改变在人淋巴细胞株和人外周血中均呈现良好的剂量-效应关系，具有成为新的辐射生物剂量计的基本条件。