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目的细胞外信号调节激酶(extrallular signal regulated protein kinase,ERK)信号转导通路可通过“瀑布样”磷酸化级联反应,参与调节细胞的存活、增殖、分化和组织侵袭,与肿瘤的发生、发展、转移以及治疗反应存在密切联系,是肿瘤治疗的重要作用靶点。125I粒子组织间永久植入近距离放疗在肿瘤的治疗中具有独特的优势,但其作用机制尚未阐明。本文的目的是探讨125I对胃癌细胞BGC-823增殖、凋亡、侵袭的作用及其对ERK信号转导通路的干预机制,为临床应用125I粒子植入治疗胃癌提供实验依据。方法实验分两部分进行。体外实验：利用125粒子低剂量近距离照射体外培养的胃癌细胞BGC-823,以MTT法检测细胞增殖情况、流式细胞技术检测细胞凋亡周期和MMP、western blot法检测凋亡相关蛋白Bax和Bcl-2及磷酸化ERK(p-ERK1/2)表达水平；并以ERK激动剂表皮生长因子(EGF)预处理细胞,观察125I对BGC-823细胞增殖、凋亡情况及p-ERKl/2影响的变化。体内实验：用胃癌细胞BGC-823复制荷瘤裸小鼠动物模型,植入125I粒子,分别于植入后6d、12d、24d分批次处死荷瘤小鼠,观察各组小鼠肿瘤生长情况；取部分瘤体进行HE染色进行病理学检查；另取肿瘤组织制备细胞悬液,利用透射电镜观察荷瘤小鼠肿瘤组织细胞凋亡的形态学改变,流式细胞仪分析125I粒子对荷瘤小鼠肿瘤组织细胞周期及凋亡率的影响,激光共聚焦检测125I粒子对荷瘤小鼠肿瘤组织细胞内Ca2+的影响；另一部分瘤体组织液氮保存,供ELISA法检测端粒酶蛋白含量、肿瘤血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)和碱性成纤维细胞生长因子(Basic fibroblast growth factor, bFGF)含量测定,western blot法检测移植瘤组织端粒酶逆转录酶及tERK和p-ERK1/2蛋白表达。结果125I可呈剂量依赖性的使BGC-823细胞增殖和线粒体膜电位明显下降,细胞增殖周期中S期细胞数减少,G2/M期细胞数增多,发生G2/M期阻滞；细胞凋亡比率增加(P<0.01)；凋亡相关蛋白Bcl-2/Bax表达比值逐渐降低(P<0.01), p-ERK1/2表达下降(P<0.05)。EGF预处理可对抗125I的作用,使细胞增殖增加,Bcl-2/Bax表达比值及p-ERKl/2表达增加(P<0.05)。体内实验进一步证实,BGC-823荷瘤小鼠125I粒子组织间植入6d、12d和24d后能够呈时间依赖性减少肿瘤质量、体积,破坏肿瘤细胞结构,S期细胞数减少,G2/M期细胞数增加(P<0.05)；并增加肿瘤细胞内Ca2+浓度,端粒酶蛋白含量、端粒酶逆转录酶表达下降,VEGF、FGF含量降低,p-ERK1/2表达下降,但对TERK无影响；VEGF、FGF含量与p-ERK1/2表达呈正相关关系。结论125I粒子近距离低剂量照射可通过发生G2/M期阻滞,抑制肿瘤细胞周期,降低端粒酶蛋白含量抑制肿瘤细胞的增殖；降低肿瘤凋亡相关蛋白Bcl-2/Bax表达比值,升高细胞内Ca2+浓度促进细胞凋亡过程；并通过降低VEGF和FGF的表达,抑制肿瘤细胞的侵袭、转移。以上作用与125I抑制ERK信号转导通路有关,125I可通过减少p-ERK1/2表达、抑制ERK磷酸化过程,从而阻断其磷酸化级联反应。提示放射性125I可通过ERK所介导的信号转导通路抑制胃癌细胞的增殖,诱导其凋亡,抑制胃癌细胞移植瘤的转移。以上结果为临床用125I照射低剂量照射治疗胃癌提供了科学依据。