在3D打印的人类细胞结构中评估低剂量辐射诱导的DNA损伤和修复
Wenxuan Chai1, Yunfan Kong1, Maria B Escalona2
1Department of Mechanical and Aerospace Engineering, University of Florida, Gainesville, FL 32611.
Health physics
|June 9, 2023
概括
低剂量辐射暴露会在3D生物打印的人体组织模型中诱导DNA双链断裂 (DSB). 观察到有效的DNA修复机制,表明在低辐射剂量下安全.
科学领域:
- 辐射生物学 辐射生物学
- 生物技术是生物技术.
- 基因组学就是基因组学.
背景情况:
- 电离辐射 (IR) 可以诱导DNA双链断裂 (DSB),关键病变与基因组不稳定性和细胞死亡有关.
- 低剂量辐射 (LDR) 的健康风险越来越令人担忧,因为医疗和非医疗应用越来越多.
- 评估LDR效应需要复制人类组织微环境的先进模型.
研究的目的:
- 用一种新的3D生物打印人体组织模型来评估对低剂量辐射的DNA损伤反应.
- 为了研究低剂量马射线暴露后DSBs的诱导和修复.
- 为了验证3D生物打印在放射生物学的研究中的实用性.
主要方法:
- 人体前皮纤维细胞BJ1细胞被3D生物打印成类似组织的结构,使用gellan microgel.
- 生物打印组织暴露于低剂量的马辐射 (50, 100, 200 mGy).
- 在辐射后0.5小时,6小时和24小时,对53BP1和γ-H2AX焦点使用免疫光分析了DNADSB.
主要成果:
- 在照射后30分钟观察到53BP1焦点的剂量依赖诱导.
- 53BP1焦点在辐射后6小时和24小时显著下降,表明有效的DNA修复.
- 与对照组相比,在24小时内没有发现残留DSB标记物 (53BP1,γ-H2AX) 的显著差异,这表明低剂量有效修复.
- 3D生物打印方法成功模仿了类似于人体组织的微环境,用于放射反应评估.
结论:
- 3D生物打印的人体组织模型对于研究低剂量辐射诱导的DNA损伤和修复是有效的.
- 有效的DNA修复机制在对低剂量玛辐射的反应中活跃.
- 这种生物打印策略可以适应各种细胞类型,以评估各种组织类微环境中的放射反应.
