光在位杂交检测值对染色体异常计数的影响:一个模拟研究

科学领域:

• 天体生物学和太空医学
• 辐射生物学 辐射生物学
• 遗传学和基因组学 遗传学和基因组学

背景情况:

• 太空辐射,特别是高线性能量转移 (LET) 离子,由于其致癌潜力,对长期太空任务构成重大风险.
• 目前用于评估辐射诱导癌症风险的方法,例如染色体异常的光在位杂交 (FISH),具有检测局限性,可能低估了高LET辐射的生物有效性.

研究的目的:

• 在RITCARD模拟代码中开发和验证一种新的染色体异常分类方法,以克服FISH检测的限制.
• 准确量化检测值和染色体涂漆探针对异常产量和复杂性的影响.
• 改善对太空辐射暴露的癌症风险和相对生物有效性 (RBE) 的估计.

主要方法:

• 在RITCARD模拟代码中引入了一种新的染色体异常分类方法,结合了FISH检测值和探针使用.
• 使用Hi-C数据 (通过G-NOME工具) 修改了3D核架构模型,以模拟细胞核内的DNA分布.
• 验证了对各种LET离子暴露的人类纤维细胞和淋巴细胞的实验3-FISH数据的增强RITCARD模型.

主要成果:

• 里特卡德模型与实验数据对高LET条件下的纤维细胞和淋巴细胞总交换的良好一致.
• 模拟显示,增加的检测值导致总交换和复杂性的低估,特别是对于高LET离子.
• 对于高LET辐射,大多数检测到的简单交换被传统FISH识别为复杂交换或未检测到的重排 (例如,染色体内).

结论:

• 新的分类方法提高了超出FISH检测极限的染色体异常产量的量化,揭示了对总交换和复杂性的低估.
• 模拟结果表明,3-FISH可能低估了辐射诱导交换的真实数量和复杂性,影响了高LET空间辐射的RBE估计.
• 经过验证的RITCARD预测有可能被整合到NASA的癌症风险模型中,以告知未来太空探索的辐射质量因素.