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第一章 绪论 1

第一节 细胞与细胞生物学 1

一、显微镜的问世及细胞学说的确立 1

二、细胞生物学的研究内容 2

第二节 放射生物学发展与前瞻 2

一、放射生物学及其发展 2

二、尚待解决的放射生物学问题 3

三、系统放射生物学 4

四、放射生物学前瞻 5

第三节 辐射细胞生物学 5

一、电离辐射生物效应 5

二、电离辐射细胞效应 6

参考文献 12

第二章 放射生物学基础 15

第一节 电离辐射的种类 15

一、电磁辐射和粒子辐射 15

二、电离辐射和非电离辐射 16

三、天然电离辐射和人工电离辐射 17

第二节 放射生物学中常用的剂量及其单位 19

一、剂量概述 19

二、剂量和剂量率 20

第三节 电离和激发 23

一、电离辐射的原初反应和继发反应 23

二、电离和激发 24

第四节 电离辐射与物质的相互作用及其基本规律 24

一、电离辐射与物质的相互作用 24

二、传能线密度与相对生物效能 27

三、径迹结构和集簇损伤 29

四、自由基与活性氧 31

五、氧效应与氧增强比 32

六、电离辐射的直接作用和间接作用 32

第五节 电离辐射的生物效应 34

一、躯体效应与遗传效应 35

二、近期效应与远期效应 37

三、确定性效应与随机性效应 38

四、组织反应 40

参考文献 41

第三章 细胞放射敏感性及其化学修饰 43

第一节 细胞放射敏感性的差异 43

一、种系和个体发育的放射敏感性 43

二、不同群体细胞的放射敏感性 45

三、肿瘤细胞的放射敏感性 55

四、低剂量辐射的超敏感性 57

第二节 细胞放射敏感性的分子基础 60

一、细胞周期的放射敏感性 60

二、DNA损伤和修复期的细胞放射敏感性 61

三、细胞放射敏感性的相关基因 61

第三节 细胞放射敏感性的影响因素 63

一、染色质结构和遗传性因素的影响 63

二、环境和个体因素的影响 65

第四节 放射增敏剂和放射防护剂 66

一、放射增敏剂 66

二、放射防护剂 71

参考文献 75

第四章 电离辐射靶学说及细胞存活曲线 80

第一节 靶学说 80

一、靶学说的产生和发展 80

二、靶学说、靶体积及其应用 80

三、靶效应 81

第二节 靶分子与DNA双链断裂模型 86

一、靶分子 86

二、DNA双链断裂模型 87

第三节 细胞剂量存活曲线 90

一、体外细胞存活测定及其剂量存活曲线 91

二、体内细胞存活测定及其剂量存活曲线 93

三、细胞剂量存活曲线的参数 94

四、双相和刺激剂量存活曲线 95

五、直线和直线平方剂量存活曲线 96

六、分次和不同LET辐射的细胞剂量存活曲线 97

七、肿瘤细胞的剂量存活曲线 99

参考文献 101

第五章 电离辐射非靶学说及其相关细胞生物学效应 102

第一节 非靶学说 102

一、非靶学说 102

二、非靶学说相关辐射细胞生物学效应的相互关系 102

第二节 电离辐射所致的基因组不稳定性 104

一、电离辐射基因组不稳定性发生的可能机制 104

二、电离辐射基因组不稳定性与肿瘤 104

三、基因组不稳定性与辐射致癌 106

第三节 电离辐射旁效应 107

一、电离辐射旁效应的提出及其存在的可能性 107

二、电离辐射旁效应特征 108

三、电离辐射旁效应机制 111

第四节 低剂量电离辐射诱导的适应性反应 116

一、低剂量辐射诱导适应性反应规律 116

二、低剂量辐射诱导适应性反应机制 118

三、适应性反应的普遍性 121

参考文献 123

第六章 细胞放射损伤与修复 128

第一节 细胞放射损伤及其分类 128

一、细胞放射损伤的病理学基础 128

二、细胞放射损伤是以生物大分子损伤为基础 129

三、细胞放射损伤分类 129

第二节 细胞放射损伤的修复 129

一、潜在致死性损伤的修复 130

二、亚致死性损伤的修复 133

三、缓慢修复 138

第三节 影响细胞放射损伤及修复的因素 138

一、射线种类 138

二、剂量率 140

三、氧效应 142

参考文献 143

第七章 DNA辐射损伤与修复 145

第一节 DNA概论 145

一、生物大分子的法则 145

二、DNA是遗传的物质基础 145

三、DNA结构 146

第二节 DNA辐射损伤反应 149

一、DNA损伤反应信号涉及的相关分子 149

二、细胞周期调控信号反应 151

三、miRNA调控DNA损伤反应的靶基因 152

四、DNA损伤反应涉及的有关问题 153

第三节 DNA辐射损伤方式 153

一、DNA链断裂 154

二、DNA交联 157

三、DNA二级和三级结构的变化 159

四、DNA集簇损伤 160

第四节 DNA辐射损伤的修复 161

一、DNA修复信号反应 161

二、回复修复 162

三、切除修复 163

四、错配修复和跨损伤DNA合成 165

五、DNA链断裂修复 165

六、集簇损伤的修复 168

七、DNA损伤与修复的生物学意义 169

参考文献 170

第八章 基因转录与翻译的电离辐射效应 173

第一节 基因转录、翻译与调控 173

一、转录 173

二、翻译 175

三、基因表达的调控 176

四、非编码RNA 178

第二节 电离辐射对转录的作用 186

一、电离辐射对基因转录表达的作用 186

二、电离辐射对RNA生物合成的作用 187

三、电离辐射对不均一核RNA和mRNA的作用 190

四、电离辐射对ncRNA的作用 191

第三节 电离辐射对翻译的作用 195

一、电离辐射对tRNA的作用 195

二、电离辐射对rRNA的作用 196

三、电离辐射对核糖体的作用 197

第四节 电离辐射对蛋白质的作用 198

一、蛋白质及其高级结构 198

二、电离辐射对蛋白质生物合成的作用 199

三、电离辐射对蛋白分子结构和功能的作用 200

四、电离辐射对蛋白表达的作用 202

五、电离辐射对蛋白质代谢的作用 203

参考文献 204

第九章 细胞信号转导的电离辐射效应 209

第一节 细胞信号转导 209

一、细胞信号转导特点 209

二、细胞信号转导系统 211

第二节 细胞信号转导的电离辐射效应 216

一、DNA损伤反应的信号转导通路 216

二、ATM依赖信号转导通路的电离辐射效应 219

三、MAPK信号转导通路的电离辐射效应 221

四、p53信号转导通路的电离辐射效应 222

参考文献 224

第十章 细胞膜及细胞间缝隙连接通讯的电离辐射效应 227

第一节 细胞膜 227

一、细胞膜的化学组成和分子结构 227

二、细胞膜的物质运输和特化结构 229

第二节 细胞膜的电离辐射效应 232

一、电离辐射对细胞膜组分的作用 232

二、电离辐射对膜转运功能的作用 234

三、电离辐射对生物膜蛋白酶活性的作用 236

四、电离辐射对DNA-膜复合物的作用 236

五、电离辐射对膜受体功能的作用 237

第三节 细胞连接及其电离辐射效应 238

一、细胞连接 239

二、细胞通讯在电离辐射旁效应中的作用 243

参考文献 244

第十一章 线粒体和内质网的电离辐射效应 246

第一节 线粒体的电离辐射效应 246

一、线粒体 246

二、线粒体与细胞凋亡 251

三、线粒体与电离辐射 254

四、电离辐射抑制线粒体氧化磷酸化反应 258

第二节 内质网的电离辐射效应 260

一、内质网与内质网应激 260

二、内质网与光辐射和电离辐射 266

参考文献 268

第十二章 电离辐射诱导染色体畸变及生物剂量计 273

第一节 染色质和染色体 273

一、对染色质和染色体的认识及其发展 273

二、染色质 274

三、染色体 276

四、染色体的核型和命名 281

第二节 染色体畸变 287

一、人类染色体畸变 288

二、小鼠生殖细胞染色体畸变类型 293

第三节 电离辐射诱发染色体畸变 296

一、电离辐射诱发染色体畸变的意义 296

二、电离辐射诱发染色体畸变的剂量效应关系 297

三、体内蓄积放射性核素诱发染色体畸变 302

四、电离辐射诱发染色体畸变的机制 303

第四节 电离辐射诱发生殖细胞染色体畸变 305

一、大剂量照射诱发生殖细胞染色体畸变 305

二、大剂量照射诱发联会复合体畸变 305

三、低剂量急性照射诱发生殖细胞染色体畸变 306

四、60 Co γ射线慢性照射诱发生殖细胞染色体畸变 308

五、影响电离辐射诱发生殖细胞染色体畸变的生物因素 308

第五节 染色质的电离辐射效应 309

一、核小体连接区的电离辐射效应 310

二、染色质的辐射降解 310

三、染色质蛋白的辐射效应 311

第六节 生物剂量计 312

一、生物剂量计及测定 313

二、常见的几种生物剂量计 314

参考文献 324

第十三章 电离辐射对细胞周期和细胞分裂的作用 328

第一节 细胞周期和细胞分裂 328

一、细胞周期 328

二、细胞分裂 331

三、肿瘤细胞增殖动力学及增殖特性 334

第二节 电离辐射对细胞周期和细胞分裂的作用 338

一、电离辐射对细胞周期进程的作用 338

二、电离辐射对细胞分裂的作用 343

参考文献 344

第十四章 电离辐射对细胞分化和恶性转化的作用 346

第一节 细胞分化及电离辐射的作用 346

一、细胞分化 346

二、电离辐射对细胞分化的作用 351

第二节 细胞转化及电离辐射的作用 356

一、细胞转化及其基本特征 356

二、电离辐射诱导细胞转化 359

三、电离辐射诱导细胞转化的机制 361

参考文献 362

第十五章 电离辐射诱导细胞衰老和死亡 365

第一节 细胞衰老与电离辐射诱导细胞衰老 365

一、细胞衰老及其基因调控 365

二、电离辐射诱导细胞衰老 369

第二节 细胞死亡与电离辐射诱导细胞死亡 372

一、细胞死亡及其分类 372

二、电离辐射诱导的细胞增殖死亡和间期死亡 373

三、电离辐射诱导坏死性细胞死亡 374

四、电离辐射诱导凋亡性细胞死亡 376

五、电离辐射诱导自噬性细胞死亡 383

参考文献 390

第十六章 电离辐射对特有功能细胞的影响 394

第一节 神经细胞的电离辐射效应 394

一、发育神经细胞的电离辐射效应 394

二、成体神经细胞的电离辐射效应 395

三、特大剂量照射的神经细胞效应 397

四、分次照射的神经细胞效应 397

第二节 内分泌细胞的电离辐射效应 398

一、垂体细胞的电离辐射效应 398

二、肾上腺细胞的电离辐射效应 399

三、甲状腺细胞的电离辐射效应 399

第三节 造血细胞的电离辐射效应 400

一、造血组织的电离辐射效应 400

二、造血细胞的电离辐射效应 402

三、外周血细胞的电离辐射效应 403

四、造血基质细胞的电离辐射效应 404

第四节 免疫细胞的电离辐射效应 405

一、免疫细胞的电离辐射病理效应 405

二、免疫细胞的电离辐射剂量效应 406

三、免疫细胞的急性电离辐射效应 408

四、免疫细胞的慢性电离辐射效应 410

五、淋巴细胞归巢的电离辐射效应 412

第五节 生殖细胞的电离辐射效应 413

一、生殖的电离辐射效应 413

二、生殖内分泌的电离辐射效应 416

三、雄性生殖的分次照射和剂量率效应 417

四、胚胎发育的电离辐射效应 419

五、性器官发育的电离辐射效应 422

第六节 小肠细胞和肝脏细胞的电离辐射效应 423

一、小肠细胞的电离辐射效应 423

二、肠型放射病的小肠细胞效应 426

三、肝脏细胞的电离辐射效应 427

第七节 肺脏、心脏和肾脏细胞的电离辐射效应 429

一、肺脏细胞的电离辐射效应 429

二、心脏及血管细胞的电离辐射效应 430

三、肾脏细胞的电离辐射效应 432

第八节 皮肤及其附属器细胞的电离辐射效应 433

一、皮肤放射损伤的生物学特性 434

二、皮肤及其附属器细胞的电离辐射病理效应 434

参考文献 436

第十七章 干细胞及其电离辐射效应 439

第一节 干细胞特性及其分类 439

一、干细胞特性 439

二、干细胞分类 440

三、成体干细胞的可塑性 444

第二节 干细胞的电离辐射效应 445

一、胚胎干细胞的电离辐射效应 445

二、诱导性多能干细胞的电离辐射效应 447

三、骨髓间充质干细胞及其电离辐射效应 447

四、造血干细胞及其电离辐射效应 449

五、神经干细胞及其电离辐射效应 453

六、生殖干细胞及其电离辐射效应 454

七、肠干细胞及其电离辐射效应 455

第三节 肿瘤干细胞及其电离辐射抗拒性 456

一、肿瘤干细胞理论的形成及发展 456

二、肿瘤干细胞的特征 456

三、肿瘤干细胞的分离和鉴定 460

四、肿瘤干细胞的电离辐射抗拒性 462

参考文献 463

第十八章 电离辐射致突变效应 468

第一节 突变 468

一、突变 468

二、突变特性 470

三、突变种类 470

四、调控基因突变对结构基因表达的影响 472

五、基因突变的后果 473

第二节 电离辐射致突变效应 474

一、T淋巴细胞受体突变及其电离辐射效应 474

二、电离辐射对T淋巴细胞及淋巴瘤细胞的突变作用 475

三、电离辐射致生殖细胞的突变效应 476

四、电离辐射诱导胚胎干细胞突变的潜能 477

五、DNA突变的电离辐射效应 479

六、电离辐射致突变效应与p53的关系 480

参考文献 481

第十九章 电离辐射致癌效应 483

第一节 电离辐射致癌及其潜伏期和二重癌 483

一、电离辐射致癌事件 483

二、电离辐射致癌的潜伏期和二重癌 486

第二节 电离辐射致癌的危险评价及其病因概率推算 487

一、电离辐射致癌的危险评价 487

二、电离辐射致癌的病因概率推算 491

第三节 电离辐射致癌的多阶段学说及剂量-效应关系 493

一、电离辐射致癌的多阶段学说 493

二、电离辐射致癌的剂量-效应关系 495

第四节 电离辐射致癌的分子机制 498

一、电离辐射致癌的基因组DNA损伤机制 498

二、基因突变和染色体异常 499

三、DNA甲基化变化 500

四、电离辐射基因组不稳定性 501

第五节 电离辐射致癌的易感性及其影响因素 502

一、电离辐射致癌的易感性 502

二、电离辐射致癌的影响因素 503

第六节 电离辐射诱发胸腺淋巴瘤 505

一、电离辐射诱发实验性胸腺淋巴瘤 506

二、电离辐射诱发实验性胸腺淋巴瘤的机制 506

三、对电离辐射诱发胸腺淋巴瘤的干预作用 508

第七节 低剂量辐射致癌效应 510

一、低水平辐射致癌效应的阈值问题 510

二、低剂量辐射抑癌效应 510

参考文献 512

第二十章 电离辐射致遗传效应 516

第一节 遗传、变异及遗传物质突变 516

一、遗传现象与遗传学发展 516

二、遗传与变异 516

三、遗传物质及其突变 517

四、生殖是遗传物质传递的基础 519

第二节 对电离辐射遗传效应的认识和调查 520

一、对电离辐射遗传效应的认识 520

二、人类辐射遗传学调查 521

第三节 电离辐射的遗传效应及其危险估计 524

一、电离辐射诱发多因素疾病 524

二、实验动物辐射遗传性效应及其影响因素 526

三、电离辐射的遗传危险估计 529

第四节 引发电离辐射遗传效应的生殖反应 531

一、电离辐射的雄性生殖反应 531

二、电离辐射的雌性生殖反应 533

第五节 表观遗传学及其电离辐射效应 534

一、表观遗传学 535

二、表观遗传学的电离辐射效应 539

参考文献 542

索引 545