依托海内外合作优势 探索放疗敏感性机制 多学科交叉融合 提出放疗质控新策略

<正>放射治疗直接导致肿瘤细胞产生以双链断裂为主的DNA损伤,并通过产生活性氧间接损伤肿瘤细胞,此外辐射还作用于肿瘤微环境,影响宿主的抗肿瘤免疫应答。西安交通大学第一附属医院韩苏夏主任医师带领的肿瘤放疗敏感性机制研究团队致力于研究放射线导致肿瘤细胞DNA损伤修复和机体免疫应答的调控机制,探索肿瘤放射治疗的敏感性。利用放疗过程中切伦科夫光发光成像原理,放疗联合光动力治疗的光敏剂、纳米材料、关键分子靶点的抑制剂和促进剂,探索     

DNA损伤修复基因与人鼻咽癌细胞辐射耐受CNE-2R细胞的相关性研究

目的探讨射线诱导后DNA损伤修复相关基因在放射敏感性不同鼻咽癌细胞系CNE-2、CNE-2R的差异表达。方法中性彗星分析法检测细胞DNA的双链断链(DSB);免疫荧光技术检测磷酸化组蛋白γH2AX焦点形成、射线照射后细胞放射性损伤的时间剂量效应及放射敏感性的变化;基因芯片(OHS-029)技术检测CNE-2及CNE-2R细胞2Gy照射前后的基因差异表达;Western blot方法验证二者的差异表达蛋白质。结果 4Gy的9MeV-β射线照射后2h,CNE-2R细胞与CNE-2细胞相比,细胞DNA损伤程度加重,且随时间的延长更为明显。荧光显微镜显示,2Gy的9MeV-β射线照射后6h,CNE-2各时间段细胞γH2AX阳性细胞率明显高于CNE-2R组。DNA损伤相关基因表达谱分析发现,CNE-2和CNE-2R细胞相比,差异表达的DNA损伤修复相关基因共37个,其中上调基因24个,下调13个,其中6个位点差异6倍以上,3个位点低于0.1的差异表达;Western blot结果显示,与CNE-2细胞相比,GADD45a、RRAD1在CNE-2R中的表达水平明显下调,而ERCC1及PRKDC蛋白质明显上调,与基因芯片的研究结果一致。结论 9MeV-β射线照射后CNE-2细胞DNA的损伤程度较CNE-2R细胞明显,CNE-2R细胞放射抗拒性与DNA损伤修复能力的基因差异表达相关。通过对筛选出的靶基因进行调控,有可能改变细胞的放射敏感性。     

USP39抑制肿瘤细胞放射敏感性的机制

目的探讨泛素特异性肽酶39(ubiquitin-specific peptidase 39, USP39)对肿瘤细胞DNA损伤应答通路的生物学作用。方法将不同肿瘤细胞系(293T, HeLa, U2OS, T47D)分别在含有100 mL/L FBS的DMEM或RPMI-1640培养基中,在37℃含有50 mL/L CO_2的培养箱中培养;用MTS[3-(4,5-diethylthiazol-2-yl)-5-(3-carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfophenyl)-2H-etrazolium, inner salt]方法检测敲低USP39对肿瘤细胞放射敏感性的影响;流式细胞术检测同源重组(homologous recombination, HR)和非同源末端连接(non-homologous end joining, NHEJ)修复效率;Western blot检测敲低USP39对DNA损伤应答相关分子的表达情况;用免疫共沉淀、蛋白纯化及质谱技术,检测与USP39相互作用的蛋白并且进行基因本体论(gene ontology, GO)分析;通过微辐射诱导DNA损伤并利用激光共聚焦显微镜检测其募集至DNA损伤位点的情况。结果敲低USP39导致肿瘤细胞的放射敏感性显著增加(P<0.05);敲低USP39显著抑制肿瘤细胞的HR与NHEJ修复效率(P<0.05);敲低USP39能够促进DNA损伤应答因子蛋白的表达;USP39能够聚集至DNA损伤位点;USP39相互作用蛋白与多个DNA损伤应答相关的信号通路有关。结论 USP39对DNA损伤应答过程具有重要作用。     

辐射耐受性宫颈癌细胞系的建立及DNA损伤修复相关基因的差异表达

目的筛选来源相同辐射耐受性不同的宫颈低分化鳞癌细胞DNA损伤修复相关基因的差异表达,探讨宫颈癌辐射耐受的机制。方法用9MeV-β射线反复多次间歇大剂量照射人宫颈低分化鳞癌细胞株SiHa,建立辐射耐受性细胞SiHaR,用DNA损伤修复相关PCR基因芯片检测SiHa与SiHaR差异表达基因,并对筛选出的部分基因进行Western blot验证。结果 SiHa及SiHaR细胞经射线照射后呈指数性杀灭,同一剂量照射后SiHaR细胞存活分数(survival fraction,SF)值更高,SiHaR细胞在2Gy照射后细胞存活分数(SF2)是SiHa的2.26倍;二者有差异表达的DNA损伤修复相关基因41个,其中上调基因27个,下调14个。有13个位点出现6倍以上或低于0.1的差异。Western blot对4个差异表达蛋白质验证结果提示,与SiHa细胞相比,糖尿病关联Ras相关基因(ras-related associated with diabetes,RRAD1)、复制因子C2[replication factor C(activator 1)2,RCF2]在SiHaR表达水平明显下调,而X线修复交叉互补基因1(X-ray repair complementing defective repair,XRCC1)及切除修复交叉互补基因(excision repair cross-complementing,ERCC1)蛋白质明显上调。结论人宫颈癌细胞系SiHa经间歇性大剂量射线多次照射后筛选获得的SiHaR细胞具有稳定的辐射耐受性;这与DNA损伤修复能力在基因水平上发生了某些突变明显相关。这为通过调控相关基因进行放射敏感性调控提供了依据。     

放射抗拒性鼻咽癌细胞系的建立及差异表达基因

目的 筛选同一来源放射敏感性不同鼻咽癌细胞基因差异表达,探讨鼻咽癌放射抗拒机理.方法 用X射线间歇多次照射鼻咽癌细胞株CNE-2建立放射抗拒性细胞CNE-2R,采用BioStarH-141s型基因芯片检测CNE-2与CNE-2R差异表达基因.结果 CNE-2和CNE-2R细胞有差异表达的基因308条,上调176个,下调132个.在差异表达的基因中,有76个位点出现6倍以上的差异,其中36个下调、40个上调,包括与DNA修复相关、细胞周期、凋亡、细胞骨架相关蛋白、细胞增殖、代谢、蛋白质合成、信号转导、免疫相关等方面相关的基因,基因分布变化较明显的主要是DNA修复相关基因、细胞骨架、细胞周期和凋亡相关基因.结论 CNE-2细胞反复照射后产生放射抗拒性细胞,在基因水平上发生了某些突变,通过调控其中相关基因,就有可能调控细胞的放射敏感性.     

多抗甲素预防和抵抗放射损伤实验观察

本文报告使用肿瘤免疫增强剂多抗甲素进行预防和抵抗放射损伤的动物试验,结果表明,多抗甲素有预防和抵抗小白鼠全身致死性放射损伤的的作用,以照射前用药效果最佳,照射前后都用药和照射后再用药亦具有抵抗放射损害之效果。因此,我们认为此药不仅对肿瘤的治疗,而且对于和平利用原子能和对核辐射损伤的预防和治疗都有重要意义。     

弥漫性轴索损伤后继发性脑损伤与神经保护治疗的研究进展

弥漫性轴索损伤(diffuse axonal injury,DAI)是一个进行性的病理生理变化,主要的脑损伤发生于继发性损伤(secondary injury,SI)阶段。因此,SI是影响患者病情及预后的重要因素。目前,有关SI病理机制的研究表明,DAI后神经元的SI涉及神经元及轴膜的离子平衡紊乱、沃勒变性、轴膜通透性改变、线粒体损伤及能量代谢障碍、免疫炎症反应以及氧化应激损伤等多种损伤机制。这些SI机制相互作用相互影响,是最终导致DAI后神经元变性、甚至坏死和凋亡以及轴突继发性断裂的关键原因。虽然临床上对DAI患者的治疗目前无突破性进展,仍采用一般性治疗、亚低温以及神经营养等手段。但新近研究显示,有一些动物的体内或体外实验为DAI后的SI提供了潜在的治疗靶点,如钙离子拮抗剂、轴膜保护及修复药物、钙依赖的蛋白水解酶抑制剂、氧化应激抑制剂以及免疫抑制剂等。进一步阐明DAI后钙离子平衡紊乱、轴浆运输中断、线粒体损伤及能量代谢障碍、免疫炎症反应等SI的相关分子机制,以及这些多因素导致的DAI病理机制相互间的关系,将对减轻或阻断DAI后发生SI,加强神经保护与修复,以及为未来突破DAI的治疗瓶颈均具有重要意义。     

姜黄素对裸鼠人ACHN肾癌移植瘤的放射增敏作用

目的探讨姜黄素对裸鼠人ACHN肾癌移植瘤的放射增敏作用及其机制。方法建立人ACHN肾癌裸鼠皮下移植瘤模型;筛选合适的姜黄素浓度和放射性剂量进行实验;随机分组进行药物或放射线干预,观察不同处理组裸鼠移植瘤生长情况,确定姜黄素对裸鼠移植瘤的放射增敏作用;采用流式细胞仪检测不同组移植瘤细胞凋亡;Western blot检测不同组DNA损伤修复相关蛋白DNA-PKcs和NF-κB信号通路相关蛋白的表达。结果细胞悬液接种法可成功建立人ACHN肾癌移植瘤模型,成瘤率85.7%;采用总剂量10 Gy放射剂量和25 mg/kg姜黄素进行实验;移植瘤生长曲线显示姜黄素组、放射组和实验组的抑瘤率分别为7.93%、49.20%、71.42%,实验组对移植瘤生长抑制效果明显高于姜黄素组及放射组(P<0.05),放射增敏率(E/O)值=1.64>1.4;与放射组相比,实验组的凋亡率显著升高(P<0.05),DNA-PKcs和NF-κB P65蛋白的表达水平显著下降(P<0.05),I-κB蛋白的表达显著升高(P<0.05),NF-κB下游调控蛋白VEGF、COX_2和Bcl-2蛋白的表达水平亦显著降低(P<0.05)。结论姜黄素对人ACHN肾癌裸鼠移植瘤具有放射增敏作用;姜黄素的放射增敏作用与其诱发肿瘤细胞凋亡、抑制DNA损伤修复和抑制NF-κB信号通路的激活密切相关。     

调控C-erbB2表达对脑胶质瘤细胞凋亡及放疗敏感性的影响

目的研究C-erbB2的表达程度对脑胶质瘤细胞生物学特性及放射治疗效果的影响,以期找到控制胶质瘤细胞生长、分裂的有效途径。方法以人C-erbB2cDNA基因为靶标设计引物,构建封闭人C-erbB2基因表达的shRNA表达载体pGenesil-erbB2,在筛选出高表达C-erbB2的细胞株BT-325细胞中稳定转染构建的干扰载体pGenesilerbB2,检测细胞生物学特性的改变并探索联合放疗的治疗效果。结果 pGenesil-erbB2通过对Bcl-2mRNA的干扰作用,有效的降低了Bcl-2的表达,并通过上调p53mRNA和p27mRNA,显著增加了p53、p-p53、p27的表达,加速了肿瘤细胞的凋亡,并减少了其处于分裂期细胞的比例;转染后的BT325细胞经γ射线使致死剂量(D0)降低,存活曲线肩区(Dq)变小,对γ射线敏感性显著增强。结论通过抑制C-erbB2在脑胶质瘤细胞中的表达能够有效抑制胶质瘤细胞的体外恶性生物学行为,促进细胞凋亡并增强放射治疗效果。     

β-榄香烯对裸鼠直肠癌的放射增敏作用

目的探讨β-榄香烯对裸鼠直肠癌的放射增敏作用及其相关机制。方法采用细胞悬液接种法建立人直肠癌Colo320细胞株的裸鼠移植瘤模型,荷瘤后将裸鼠随机分为空白对照组,单纯药物组(40mg/kgβ-榄香烯),单纯放疗组(4Gy),放疗+药物联合治疗组(40mg/kgβ-榄香烯+4Gy放射)4组,每组4⁵只。观察肿瘤生长情况以及肿瘤组织病理形态,并利用Tunel法检测各组肿瘤细胞凋亡情况,利用免疫组化方法检测各组肿瘤细胞Fas基因的表达情况。结果与空白对照组相比,β-榄香烯联合放射组肿瘤重量显著下降,显示出明显的抑制肿瘤生长的作用(P<0.05)。从病理形态上看,β-榄香烯联合放射组肿瘤组织出现大片坏死,坏死细胞的比例进一步增加。此外,在相同照射剂量下,与空白对照组和单纯放射组相比,β-榄香烯联合放射组裸鼠肿瘤体积明显变小,肿瘤细胞凋亡率和Fas基因阳性表达率明显增加(P<0.05)。结论β-榄香烯对人直肠癌Colo320细胞株的裸鼠移植瘤有放射增敏作用,此作用可能与Fas基因介导的肿瘤细胞凋亡有关。