本文選題：碳重離子 + X射線��； 參考：《中國科學院大學(中國科學院近代物理研究所)》2017年博士論文

【摘要】：雖然重離子束治癌已經(jīng)被證明有著射程岐離和橫向散射小、入口坪區(qū)能量釋放小、相對生物學效應高等顯著優(yōu)點,但重離子輻照對腫瘤干細胞所產(chǎn)生的輻射生物學效應特性依舊不明確。本論文使用了兩種人源的神經(jīng)膠質(zhì)瘤腫瘤干細胞模型和人工誘導的荷瘤小鼠模型,從體內(nèi)和體外兩個層面來研究在面對神經(jīng)膠質(zhì)瘤腫瘤干細胞時,重離子相對于傳統(tǒng)X射線是否有明顯的生物學優(yōu)勢,并進行機理初探。體外實驗結(jié)果顯示,相對于X射線,相同劑量的碳離子輻照使腫瘤干細胞的DNA損傷的修復率更低;碳離子輻照引起的腫瘤干細胞DNA不穩(wěn)定性更嚴重;碳離子輻照處理后腫瘤干細胞的活力更低,說明碳離子對神經(jīng)膠質(zhì)瘤腫瘤干細胞的直接殺滅效果要好于X射線。小鼠活體實驗顯示,碳離子輻照和X射線輻照相比能更好的殺傷小鼠腦中的神經(jīng)膠質(zhì)瘤,且能顯著降低小鼠腦中瘤區(qū)內(nèi)的神經(jīng)膠質(zhì)瘤干性細胞的比例。最后,本論文通過檢測長鏈非編碼RNA(LncRNA)的表達和功能,初步探討了重離子對腫瘤干細胞殺傷效應的機理。實驗結(jié)果顯示,神經(jīng)膠質(zhì)瘤腫瘤干細胞中#13、#23或#33 LncRNA的穩(wěn)態(tài)變化會導致細胞內(nèi)p53上調(diào),最終導致細胞走向凋亡或壞死。綜上所述,碳離子和傳統(tǒng)X射線相比,無論是在神經(jīng)膠質(zhì)瘤腫瘤干細胞的體外細胞實驗中,還是在小鼠腦部神經(jīng)膠質(zhì)瘤的體內(nèi)實驗中,都有著明顯的生物學優(yōu)勢,而在整個過程中,LncRNA可能發(fā)揮著非常重要的作用。這些發(fā)現(xiàn)對于更好的理解重離子束治癌相關的生物學效應上有重要作用。
[Abstract]:Although the treatment of cancer by heavy ion beam has been proved to have the advantages of low range divergence and transverse scattering, small energy release from the entrance plateau, and higher biological effect, However, the radiobiological effects of heavy ion irradiation on tumor stem cells are still unclear. In this paper, two kinds of human glioma tumor stem cell models and artificially induced tumor bearing mice models were used to study the human glioma tumor stem cells in vivo and in vitro. Whether heavy ions have obvious biological advantages over conventional X-rays and its mechanism are discussed. The results of in vitro experiments showed that the repair rate of DNA damage of tumor stem cells was lower than that of X-ray irradiation, and the DNA instability of tumor stem cells induced by carbon ion irradiation was more serious. The activity of tumor stem cells treated with carbon ions was lower than that of X-ray irradiation, which indicated that the direct killing effect of carbon ions on glioma tumor stem cells was better than that on X-ray. In vivo experiments in mice showed that carbon ion irradiation could kill glioma more effectively than X ray irradiation, and could significantly reduce the proportion of dry glioma cells in the tumor area of mouse brain. Finally, the mechanism of killing effect of heavy ions on tumor stem cells was studied by detecting the expression and function of long chain noncoding RNAs (LncRNAs). The results showed that the steady-state changes of #13C #23 or #33 LncRNA in glioma stem cells resulted in up-regulation of p53 and eventually apoptosis or necrosis of the cells. In conclusion, compared with conventional X-ray, carbon ions have obvious biological advantages in both in vitro cell experiments of glioma tumor stem cells and in vivo experiments of mouse brain gliomas. LncRNA may play a very important role in the whole process. These findings are important for a better understanding of the biological effects associated with heavy ion beam therapy.
【學位授予單位】：中國科學院大學(中國科學院近代物理研究所)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R739.41

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