细胞存活曲线 细胞死亡 一个细胞有能力无穷增殖并由单调细胞形成一个大菌落称为「可形成群落的」。 肿瘤细胞在细胞培育皿中可无穷增殖。 正常细胞一定转型才能在在培育皿中无穷增殖。 对一个星空体育 星空体育平台在培育皿中生长的细胞，失掉连续生长的能力称为再增殖性死亡。 照耀以后追踪，细胞也许仍无损并有能力制造蛋白质、合成新的DNA甚至经历一至两次细胞分裂，但若失掉无穷地再增殖能力即被视为死亡。 特别高的辐射剂量(10,000rads或100Gy)会造成全部细胞功能的中止。 相比较之下，失掉再增殖能力的均匀致死剂量往常小于2Gy。 影像已移除 Fig.3.1inHall,EricJ.RadiobiologyfortheRadiologist,5thed. PhiladephiaPA:LippincottWilliamsWilkins,2000. 1 可形成菌落的存活剖析： 来自一活跃生长株的细胞可由轻轻地刮取或使用胰蛋白酵向来获取。 每单位体积的的细胞数量可由手动方式(血球计数器)或电子方式(库尔特计数器)丈量。 已知数量的细胞可装盘至洁净的小盘上。若细胞培育1-2周，可形成菌落的细胞会形成巨观上可见到的菌落能被固定、染色与计数。 必非每个细胞作种将能形成一个菌落，即便未经过照耀，因为一些要素如计数时 算错、操作错误、生长基质并不是最正确等等。植盘率(PE)定义为察看到菌落的数量∕放入盘中的细胞数量。 觀察到的菌落 ?PE= 培養皿中的細胞數目 数个同样的小盘栽种细胞并经辐射曝露在增添的剂量下。细胞植盘数量请需增添 以使所得菌落数量达可计数的数量。存活分率(SF)为计算到的菌落数量除以经植盘效率修正的植盘菌落数量。 菌落數目 ?SF= 細胞種植數目(PE/100) 影像已移除 Fig.3.2in[Hall]. 2 细胞存活曲线 细胞存活数据一般绘制成存活分率vs.剂量的对数图。 为了比较曲线方便，依据在致死性以下的假定模式以数学方式来体现曲线数据。 细胞存活曲线的形状解说仍有争议最好的方法是以数学调适这些数据种类。 影像已移除 Fig.1.1inTurnerJ.E.Atoms,Radiation,andRadiationProtection,2nd ed.NewYork:Wiley-Interscience,1995. 有两种基本的细胞存活曲线： 线性(指数型)或「曲线 放射敏感性与细胞周期 影像已移除 Fig.4.11in[Hall]. 细胞周期时间例子 细胞周期 CHO仓鼠细胞 HeLa人类 分期 TC 11 24 T 1 1 M TS 6 8 TG1 3 4 TG2 1 11 影像已移除 Fig.1.5in[Turner]. 4 靶理论 靶理论源于指数剂量型反响曲线之研究。 它假定每次「击中」会造成细胞去活性，即「单次击中，单调靶模式」。 每个细胞有单调靶。 靶的去活性会杀死细胞。 线性存活曲线 细胞遇到高-LET辐射的照耀会形成线性存活曲线。存活分率S与剂量d之间的关系为： –αD S=e 这里： S是存活细胞数量， –α是斜率，且 D是赐予的辐射剂量。 这之间关系以定义D0为1/α表示成S=eD/D0。 这里D=D0，S=e–1=0.37 影像已移除 5 帕松散布 击中机率的全部计算能够帕松统计来办理，这里发生n个事件的机率为 (ex)(xn) P(n)= n! 此处x=事件的均匀数量 且n=事件的特定数量 若每次「击中」假定会造成细胞去活性，则存活机率就是未被击中到的机率，P(0)。由帕松关系式，这里的x=1且n=0， P(0)= (e110) 0! 因为这原因，D0常被称为均匀致死剂量，或每个靶均匀一次死亡事件的赐予剂量。 在以下某些状况下会发现指数剂量反响关系 某些敏感细胞种类(比如造血干细胞) 在M期与G2期同步化细胞群。 以高-LET辐射照耀*** 6 有肩部的细胞存活曲线 对多半哺乳类细胞曝露在低-LET辐射下的存活曲线显示有些曲度。 在曲线中刚开始的低剂量区比高剂量区的每单位剂量细胞去活性较少称为肩部。 较高剂量区经常偏向向来线可用以代表曲线地区中的放射敏感性。 曲线终端的直线部份外插回推至零剂量所定义的值，n，称为外插数。 在曲线的肩部地区中细胞被杀死的比率跟着所给剂量而增添。有两种可能的解说： 细胞死亡源于个别没法杀死细胞的事件之积累，当加成在一同变得致命(靶模式)。 个其他病灶虽可修复但若跟着病灶数量与所以剂量(修复模式)减少酵素修复体制的效率使得变得损害没法去除甚至造成细胞被杀。 影像已移除 Fig.8.6inAlpen,E.L.RadiationBiophysics,2nded.SanDiego,CA: AcademicPress,1998. 7 线性-平方模式(双成份的模式)： 线性平方模式被发展成两近似方程式，每个皆出自理论。 双辐射作用理论 病灶是因因为次小病灶交互作用的细胞去活性星空体育 星空体育平台之原因。 细胞去活性起码需要两个次小病灶。 次小病灶由一个或两个辐射径迹经过所产生。 一个径迹的作用 两个径迹的作用 P=αD 2 P=βD 2 P=αD+βD 细胞去活性的分子理论 (ChadwickandLeenhouts,1981) 细胞去活性源于DNA双股断裂未被修复所致。 在低-LET时，双股断裂可能是单调事件(直线成份)或两次事件(平方成份)所造成。 换言之，细胞去活性源自染色体畸变。 有些畸变是单调事件造成。 有些畸变是两次个其他断裂事件所造成。 影像已移除 染色体损害的察看致使一假定，当DNA有两股时，一定有两个事件造成一股断裂才能形成损害。 8 线性-平方模式 线性平方模式是假定细胞被杀死有两门路。 单次致死事件 次致死事件的累加 影像已移除 若细胞死亡的这些模式假定皆各自独立的， S=S1Sn 这里的S1是单次杀死事件或为e–αD 而Sni是两次杀死事件且能表示成eD2 较常用的表示式是 2 S=e(DD) S是细胞遇到剂量D之下的存活分率，而α与β是常数。 影像已移除 Fig.3.6in[Hall]. 9 线性-平方模式 影像已移除 Fig.3.3in[Hall]. 线性平方细胞存活曲线，初始斜率，因为单次杀死事件，剂量造成存活率减至37% D0，最后斜率，解说成多次杀死事件，剂量造成曲线的直线部份上任何点的存活率减少67%。 有些量用来描绘肩部的宽度
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