高 LET 照射下氧气对 3D 基组 DNA 损伤分布的影响及其与氧增强比的相关性
计算机视觉与模式识别
2025-03-31 v1
摘要
线性能量沉积（LET）跨越的氧气增强比（OER）目前缺乏完整的机械解释及相应的机械模型。我们之前的研究揭示了双链断裂（DSB）在 3D 基组中分布与诱导细胞死亡之间的显著相关性，这为理解氧效应提供了宝贵的线索。我们提出一种模型，将氧的反应表示为诱发 DNA 链断裂的概率，并将其整合到轨迹结构蒙特卡罗模拟中，以探讨氧气对 3D 基组中 DSB 分布的影响。借助我们先前研究中的参数，我们计算了与细胞存活率相关的 OER 值。结果表明，在氧疗法和缺氧条件下，单个拓扑关联域（TAD）内聚集的 DSB（情况 2）以及频繁互动 TAD 间的 DSB（情况 3）的发生比例与细胞存活 OER 曲线在 LET 上的趋势一致。我们的 OER 曲线与实验数据良好吻合。这一研究为解释 LET 上 OER 变化提供了潜在的机械解释：高 LET 照射导致离子化事件密集，产生大量损伤，易诱发情况 2 和情况 3，这些损伤模式的细胞杀伤概率显著高于其他损伤模式。这可能是解释高 LET 下 OER 变化的主要机制。我们的研究进一步凸显了 3D 基组中 DSB 分布在辐射诱导细胞死亡背景下的重要性。
引用
@article{arxiv.2503.21836,
title = {iMedImage Technical Report},
author = {Ran Wei and ZhiXiong Lan and Qing Yan and Ning Song and Ming Lv and LongQing Ye},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.21836},
year = {2025}
}