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目的:我国肺癌的发病率和死亡率均居恶性肿瘤的首位,并且随着老龄化社会的发展,肺癌对人们健康的影响日益突出。大多数非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)患者被确诊时已经处于中晚期,而中晚期肺癌病人的5年生存率不足2%。放疗是治疗NSCLC的重要手段之一,然而由于肿瘤内部存在着乏氧细胞,会对常规放疗产生抵抗作用。乏氧诱导因子-1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)是一种重要的转录因子,与肿瘤的恶性表型密切相关,可调节下游多种靶基因,使细胞适应乏氧环境,并降低肿瘤细胞的放射敏感性。B细胞淋巴瘤-2基因(B-cell lymphoma-2,BCL-2)作为一种重要的抗凋亡基因在多种肿瘤组织内部存在着高表达,可以促使肿瘤细胞在不利的条件下存活下来。在放疗中BCL-2通过抑制肿瘤细胞的凋亡,使肿瘤细胞对放疗产生抵抗作用。本研究以人NSCLC细胞—H1299细胞为试验模型,观察受照射细胞中的HIF-1α表达是否影响BCL-2的表达水平,以及HIF-1α/BCL-2信号对NSCLC细胞放射敏感性的调节作用。方法:本研究采用2种带有高表达HIF-1α质粒的NSCLC细胞(H1299细胞)作为实验对象,其中带有突变型HIF-1α质粒的H1299细胞可在常氧下高表达HIF-1α(简称为H1299/M-HIF-1α细胞),带有野生型HIF-1α质粒的H1299细胞在乏氧状态下高表达HIF-1α(简称为H1299/W-HIF-1α细胞),同时以带有空白质粒的H1299细胞(简称为H1299/F细胞)和亲本H1299细胞作为对照。首先采用Western Blot方法检测四种细胞在常氧、乏氧、HIF-1α靶向抑制剂—3-(5’-羟甲基-2’-呋喃基)-1-苯甲基吲唑(3-[50-hydroxymethyl-20furyl]-1-benzyl in dazole,YC-1)和BCL-2靶向抑制剂—2-乙基-6氨基-4-溴(1-氰-2-乙氧-2表乙)-4-色原烯-3酸(2-Amino-6-bromo-α-cyano-3-(ethoxycarbonyl)-4H-1-benzopyran-4-acetic acidethylester,ha14-1)预处理情况下的hif-1α和bcl-2蛋白的表达情况,并在相同预处理条件下对4种细胞进行x线照射,照射剂量点分别设定为0、1、2、3、5和7gy。采用克隆形成实验观察细胞的存活情况,并通过单击多靶模型(multi-target-singlehittingmodel)计算不同细胞的d0值进行比较,通过细胞增殖实验计算细胞群体倍增时间(populationdoublingtime,pdt),观察细胞在不同处理条件下的增殖变化,并进一步利用westernblot检测受照射细胞中hif-1α和bcl-2蛋白的表达变化。结果:westernblot实验显示,常氧条件下h1299/m-hif-1α细胞高表达hif-1α和bcl-2蛋白。采用氯化钴(cobaltchloride,cocl2)进行化学乏氧处理后,h1299/w-hif-1α、h1299/f和h1299细胞均高表达hif-1α和bcl-2蛋白,以h1299/w-hif-1α最为明显,当采用yc-1预处理后,4种细胞的hif-1α水平均明显降低,伴随bcl-2的表达水平下降。进而采用ha14-1处理后,可显著下调4种细胞中bcl-2的表达。细胞照射后的westernblot结果显示,在常氧情况下,x线照射可明显诱导4种细胞hif-1α和bcl-2的表达,而经乏氧和yc-1预处理的4种细胞hif-1α和bcl-2水平在中、低剂量的x线照射后并未出现显著变化,在高剂量照射后2种蛋白的表达水平则明显降低,采用ha14-1预处理后,4种受照射细胞中的hif-1α和bcl-2水平均明显降低。克隆形成实验结果显示,常氧条件下,m细胞的d0值(d0(m)=4.375gy)明显高于其他3种细胞(分别为d0(w)=3.845gy;d0(f)=3.311gy;d0(h1299)=3.021gy);乏氧下m和w细胞的存活曲线和d0值(d0(m)=4.787gy;d0(w)=4.679gy)明显高于其他2种细胞(d0(f)=3.877gy;d0(h1299)=4.070gy),并且4种细胞的氧增比(oxygenenhancementratios,oers)分别为:oer(m)=1.094,oer(w)=1.217,oer(f)=1.171,oer(h1299)=1.347;yc-1预处理后,4种细胞的增敏比(sensitivityenhancementratios,sers)分别为:ser(m)=1.225,ser(w)=1.128,ser(f)=1.146,ser(h1299)=1.457;ha14-1预处理后,4种细胞的ser值为:ser(m)=1.4,ser(w)=1.828,ser(f)=1.335,ser(h1299)=1.221。在细胞增殖实验中,常氧条件下,受照射细胞的pdt会随剂量加大逐渐增加,而在乏氧状态下,受照射细胞的pdt并没有明显的增加,yc-1预处理后,低剂量照射并未明显增加乏氧细胞的PDT,HA14-1预处理则显著延长受照射细胞的PDT,但是增加程度低于常氧受照射细胞。结论:当NSCLC细胞处于乏氧状态下,HIF-1α表达水平升高,对X线照射产生抵抗作用,其作用机制与HIF-1α/BCL-2信号通路的活化有关,同时在有氧状态下,低LET射线可诱导HIF-1α的表达,进而导致HIF-1α/BCL-2信号活化,从而引起细胞的抗性作用。因此阻断HIF-1α/BCL-2信号可以提高NSCLC细胞的放射敏感性。