神经鞘磷脂酶-P38MAPK通路在I-125粒子照射性血管损伤中的作用机制及相关放射物理学研究

Radiation therapy have achieved good effect in the treatment of head and neck cancer. with the improvement of radiotherapy technology, radiation dose is increased, the occurrence of radiation vascular injury is increasing.In severe cases, such as bleeding may directly endanger the lives of patients. Compared to external beam radiotherapy, I-125 brachytherapy seeds are implanted into the target directly with high local control rate and fewer complications. And it has become one of the effective means in salivary gland cancer patients needing postoperative radiotherapy or simple treatment, brachytherapy combined with external irradiation, re-irradiation of recurrent tumor and Radiation therapy in the treatment of head and neck cancer has achieved good curative effect, with the improvement of radiotherapy technology, radiation dose is increased, the occurrence probability of radiation vascular injury is increasing. Severe cases such as major bleeding can endanger the life safety of patients. I-125 seed brachytherapy is implanted into the tumor , with high local control rate, the advantages of fewer complications has become one of the effective methods for the treatment of malignant tumors of the head and neck. However in practice that therapy often contain internal carotid artery and vein and other large vessels, and there is also hemorrhage clinical reports after radiotherapy, but vascular maximum tolerance dose was inconclusive for radiobiological effects of vascular injury and the related molecular mechanism has not been elucidated. This study intends to reveal the role of acid sphingomyelinase (ASMase) -P38MAPK pathway in I-125 seeds irradiation of vascular injury through establishing the vascular endothelial cells I-125 particle irradiation damage model, and design a radioactive particles vascular irradiation device capable of bearing, which is the foundation for further animal experiment.

放射治疗在头颈部恶性肿瘤治疗中的已经取得较好疗效，随着放疗技术的改善，放疗剂量随之提高，放射性血管损伤发生几率日益增加。严重者如大出血则可危及患者生命安全。I-125粒子近距离放疗是将I-125粒子植入肿瘤及周缘组织内，对靶区进行直接照射，具有局部控制率高，并发症少的优点，已成为头颈部恶性肿瘤的有效治疗手段之一。然而实践中发现治疗靶区常包含颈内动静脉等大血管，且不乏放疗后大出血临床报道，但对于血管的最大可耐受照射剂量尚无定论，对于血管损伤的放射生物学效应及相关分子机制尚未阐明。本研究拟通过建立血管内皮细胞I-125粒子照射损伤模型，分析不同照射剂量下血管内皮细胞损伤情况及分子生物学改变，揭示酸性神经鞘磷脂酶（ASMase）-P38MAPK通路在I-125粒子照射性血管损伤中的作用机制，并设计一种可承载放射性粒子的血管照射装置，为进一步动物实验奠定放射物理学基础。

研究背景：I-125粒子近距离放疗是将I-125粒子植入肿瘤及周缘组织内，对靶区进行直接照射，具有局部控制率高，并发症少的优点，已成为头颈部恶性肿瘤的有效治疗手段之一。然而实践中发现治疗靶区常包含颈内动静脉等大血管，且不乏放疗后大出血临床报道，但对于血管的最大可耐受照射剂量尚无定论，对于血管损伤的放射生物学效应及相关分子机制尚未阐明。.研究内容：基于上述情况，本研究拟通过采用蒙特卡罗模拟方法建立6711 型I-125 放射性粒子的计算模型，分析 I-125 放射性粒子发射的光子在不同介质中能量沉积规律，在此基础上，设计一种可承载放射性粒子的血管照射装置，并采用MC 模拟和TLD 结合的方式对.照射装置剂量学特征进行测定，进行相关的动物学试验。设计一种可承载放射性粒子的粒子照射盘进行放射性血管损伤的细胞学实验，并通过高通量测序技术，检测与放射性血管损伤相关的信号通路改变。..研究结果：1.本研究基于蒙特卡罗模型建立了6711 型I-125 放射性粒子的计算模型，并将计算结果与TG-43参数进行了对比检验；.2.本研究设计了一种可承载放射性粒子的血管照射装置，该装置可用于比格犬进行的放射性血管损伤的动物实验；.3.本研究动物实验结果表明，在比格犬颈动脉进行561.2 Gy（180天）未引起颈动脉破裂，病理结果显示颈动脉内膜增厚，血管内皮细胞脱落明显；.4.本研究设计并打印了可进行放射性细胞损伤实验的粒子照射盘，并通过蒙特卡洛软件对其进行剂量优化；.5.本研究对血管内皮细胞进行不同剂量的照射，并通过高通量测序技术对血管内皮细胞的放射性后基因改变进行分析。..研究意义：.1..本研究基于蒙特卡罗软件设计并打印了可承载放射性粒子的血管照射装置以及粒子照射盘，建立了可评估可检测的剂量场特征，为得出准确的剂量-生物学反应结论奠定了重要基础；.2..本研究动物实验中狗颈动脉可承受的最大照射剂量结果，可为临床累及颈动脉附近患者的靶区处方剂量选择以及剂量优化提供有益参考。

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