PI3K/Akt与胶质瘤辐射抗性

恶性脑胶质瘤的术后治疗是患者预后生存期延长的关键,如何提高肿瘤组织的辐射敏感性,增强正常组织的辐射抗性是当前肿瘤放射生物学及临床放疗研究的热点。研究资料表明,PI3K/Akt抗细胞凋亡通路的激活提高了部分细胞的辐射抗性,特别在表皮细胞受紫外线照射的研究中提示,辐射产生的活性氧可能是该通路激活的原因之一;电离辐射可能诱导相关的细胞因子通过激活PI3K/Akt通路介导胶质瘤细胞的辐射抗性;PI3K及其相关酶可能通过DNA修复途径发挥抗辐射作用。PI3K/Akt通路的研究可为放射治疗胶质瘤提供新型的增敏药。     

恶性胶质瘤的放射免疫治疗

恶性胶质瘤以手术切除为主,辅以放疗和化疗,在此基础上再进行适当的放射免疫治疗,可进一步延长生存期。131I和90Y标记的抗腱生蛋白抗体用于恶性胶质瘤的实验和临床Ⅰ、Ⅱ期治疗研究获得了满意效果。     

癌干细胞与肿瘤的放射抗性

有关癌干细胞及其生物学特性研究信息的不断积累,推动了放射肿瘤生物学的发展。近年来的研究发现,癌干细胞和静止期癌细胞可能是导致肿瘤放射抗性增加和肿瘤放射治疗后复发的主要细胞学基础,有关这两种癌细胞亚群的放射敏感性及其机制的研究进展迅速,为提高肿瘤对放射治疗敏感性的措施研究提供了新的学术思路。该文将就癌细胞亚群的放射分子生物学特性,分析讨论肿瘤放射抗性的细胞学基础和相关分子机制。     

经典Wnt通路与肿瘤放射抗性关系的研究进展

放疗是治疗恶性肿瘤的重要手段,放射抗性是影响放疗疗效的重要因素,也是放疗失败的主要原因之一。近年来经典Wnt信号通路与肿瘤放射抗性的关系,逐渐受到学者的关注。本文检索了近10年来有关经典Wnt信号通路与肿瘤放射抗性的相关研究,并进行综述,对经典Wnt信号通路参与放射抗性形成的分子机制及功能进行系统分析和梳理,力求寻找某些规律和不同作用途径的内在联系,为进一步深入研究寻找有价值的线索。     

PDLIM4基因对胶质瘤预后及胶质瘤细胞放射敏感性的影响

目的 分析PDLIM4（PDZ and LIM domain 4）基因与胶质瘤预后及放射敏感性的影响。方法 应用生物信息学技术对GSE53733芯片进行分析得出差异性表达基因,并使用免疫印迹法（Western blot）检测PDLIM4蛋白表达,实时荧光定量PCR、siRNA、MTT、流式细胞法检测、X射线照射等方法研究PDLIM4基因对胶质瘤预后及胶质瘤细胞照射敏感的相关性。结果 生物信息学分析结果提示PDLIM4在芯片中表达差异最明显（logFC=1.055 897, P<0.05）。通过40例胶质瘤的qPCR结果证实PDLIM4在高级别与低级别胶质瘤中差异表达（t=4.44, P<0.05）,并与患者生存时间具有相关性（χ²=5.52, P<0.05）,且PDLIM4基因与胶质瘤细胞的放射敏感性相关（t=35.99, P<0.05）。结论 PDLIM4基因表达水平与胶质瘤恶性程度及预后相关,并参与了细胞的X射线抵抗。     

渥曼青霉素增加恶性胶质瘤细胞辐射敏感性的机制

目的 研究渥曼青霉素（wortmannin,WM）对恶性胶质瘤的辐射增敏作用及机制。方法 采用10 μmol/L WM预处理人胶质瘤细胞U251 2 h,并给予10 Gy X射线照射,检测细胞周期及凋亡的变化;通过Western blot和免疫荧光染色方法检测蛋白共剂失调-毛细血管扩张症突变基因（ATM）及其靶基因,以及DNA依赖蛋白激酶的催化亚单位（DNA-PKcs）的表达和功能的变化。结果 WM预处理联合X射线照射（WM+IR）组,U251细胞的凋亡率由对照组和IR组的（5.3±0.66）%和（11.5±2.0）%增高到（21.8±2.4）%,各组间差异具有统计学意义（F=57.38,P<0.05）。在IR组和WM+IR组中,伴随着凋亡率的增加,凋亡基因cleaved caspase-3的表达明显高于对照组（q=12.49、19.19,P<0.05）,且WM+IR组较IR组增高更为明显（q=6.70,P<0.05）。与对照组比较,细胞周期检测IR组G₂/M期细胞明显增多（q=9.67,P<0.05）,WM+IR组进一步增加（q=21.25,P<0.05）,出现明显的G₂/M期阻滞。同时,WM有效抑制了X射线诱导的ATM蛋白激酶的磷酸化及其下游基因p53和SMC1的活化,并且抑制射线诱导的DNA-PKcs表达,而增加了DSB标记物phospho-γ-H2A.X（Ser¹³⁹）的表达。结论 WM通过下调ATM激酶和DNA-PK蛋白的活性来增强恶性胶质瘤细胞的辐射敏感性。     

恶性胶质瘤细胞株U251中肿瘤干细胞放射敏感性的体外研究

目的 应用⁶⁰Co γ射线研究不同生存条件下恶性胶质瘤细胞株U251中肿瘤干细胞的放射敏感性。方法 ⁶⁰Co γ射线分别照射U251中的肿瘤干细胞及从U251中分离、培养的肿瘤干细胞后,采用TUNEL、Annexin-FITC等方法检测细胞凋亡,行裸鼠皮下移植以及应用流式细胞仪检测这两种不同生存条件下的细胞周期进程情况。结果 体外单独体外存活的肿瘤干细胞处于活跃的细胞周期进程中,对射线敏感,经⁶⁰Co γ射线照射后凋亡细胞明显增多,裸鼠皮下移植后不再成瘤。而在U251细胞中存活的肿瘤干细胞处于G₀-G₁期,对射线抗拒,裸鼠皮下移植后继续分化成为亲本肿瘤的胶质瘤类型。结论 恶性胶质瘤细胞株中的肿瘤干细胞因对射线抗拒而有可能成为胶质瘤经过放射治疗后原位复发的原因。     

辐射对恶性脑胶质瘤细胞放射敏感性的影响及其机制

目的 观察辐射对人脑恶性胶质瘤细胞株SHG-44辐射敏感性的影响,并探讨辐射抗性产生的机制.方法 使用胶质瘤细胞株SHG-44及经单次照射10 Gy后连续培养15代的辐射后细胞株SHG-4410 Gy,采用集落形成实验评估辐射对两种细胞株辐射敏感性的影响,流式细胞仪检测两种细胞株的辐射前后细胞周期时相分布及凋亡率,并用RT-PCR法检测cyclin B1 mRNA和miR-21的表达水平,Western blot法检测信号转导子和转录激活子3(Stat3)蛋白表达水平.结果 比较D0、SF2,SHG-44细胞(D0 =2.35、SF2=0.62),低于SHG-4410 Gy细胞(D0=3.22,SF2=0.74).与SHG-44细胞相比,SHG-4410 Gy细胞G2/M期比例减少,S期比例增多(F =22.21,P＜0.05).照射前后SHG-4410 Gy cyclinB1 mRNA相对量大于SHG-44细胞株(t=3.1、4.1,P＜0.05).照射前后的早期凋亡率分别为SHG-44 (17.60±0.26)％和(28.00±0.36)％,SHG-4410 Gy(4.20±0.30)％和(5.17±0.65)％,SHG-4410 Gy细胞与SHG-44细胞相比,早期凋亡率明显下降(t=58.0,P＜0.01).qRT-PCR及Western blot法检测SHG-4410 Gy细胞的miR-21表达及Stat3蛋白表达均较SHG-44升高.结论 照射后SHG-44细胞辐射抗性增加,可能与辐射上调细胞周期信号传导通路中的靶基因cyclinB1导致的G2/M期细胞比例减少有关;同时,辐射导致细胞miR-21表达增高,降低细胞的凋亡.     

岩白菜素通过下调PI3K-AKT-mTOR通路抑制恶性胶质瘤的恶性生物学行为

目的 探究岩白菜素对恶性胶质瘤细胞的抑制作用及可能机制。方法 常规培养U251和U87细胞,以一定浓度梯度（0、0.5、1、2、4、8μM）的岩白菜素与U251和U87细胞共孵育,MTT法检测细胞增殖能力,平板克隆形成实验检测集落形成能力,Transwell小室迁移和侵袭实验检测纵向迁移能力,划痕愈合实验检测横向迁移能力,Hoechst细胞凋亡检测试剂盒检测凋亡,免疫印迹检测PI3K-AKT-mTOR通路的变化,MTT检测与PI3K抑制剂共孵育后岩白菜素对U251细胞抑制作用的变化。同时利用MTT评估岩白菜素对正常人脑胶质HEB细胞的细胞毒性。结果 与一定浓度梯度的岩白菜素共孵育后,MTT法检测发现U251和U87细胞的增殖能力以时间依赖性和浓度依赖性下降,平板克隆形成实验检测发现U251和U87细胞的集落形成能力浓度依赖性下降,Transwell小室迁移和侵袭实验检测发现U251细胞的纵向迁移和侵袭能力浓度依赖性下降,划痕愈合实验发现U251细胞的横向迁移能力浓度依赖性下降,Hoechst细胞凋亡检测试剂盒检测发现与一定浓度的岩白菜素共孵育后凋亡细胞增多,免疫印迹检测发现,总PI3K...     

耐力训练对衰老小鼠心肌Akt/mTOR信号通路的影响

目的:探讨耐力训练对衰老小鼠心肌Akt/mTOR信号通路的影响。方法:雄性2月龄SAMP8小鼠随机分为年轻对照组(n=12)、耐力训练组(n=12)和老年对照组(n=12),年轻对照组在3月龄时处死,老年对照组常规饲养至6月龄时处死。耐力训练组从3月龄开始进行3个月的跑台耐力训练至6月龄时处死,每周3次,每次40min。测定各组小鼠心肌重量并计算心系数,取心肌组织进行HE染色观察;使用实时荧光定量PCR技术测定心肌Akt/mTOR信号通路中Akt、mTOR、p70S6K和eIF-4E mRNA的表达。结果:耐力训练组小鼠心脏重量和心系数与老年对照组相比显著增加(P<0.05),组织学检测未发现其心肌细胞出现病理性改变。老年对照组小鼠心肌Akt、mTOR、p70S6K和eIF-4E mRNA表达与年轻对照组相比显著下降(P<0.05);耐力训练组心肌各靶物质mRNA表达较老年对照组显著增加(P<0.05),低于年轻对照组,但不具有统计学意义。结论:耐力训练可以通过提高心脏Akt/mTOR通路中各信号分子的表达,使衰老心脏发生生理性的运动性心肌肥大。     

PI3KAktCOX-2途径在人宫颈癌HeLa细胞放射抗拒中的作用

目的 探讨PI3K/Akt/COX-2途径在人宫颈癌HeLa细胞放射抗拒中作用的分子机制。 方法 COX-2抑制剂塞来昔布单独及联合PI3K抑制剂LY294002作用HeLa细胞24 h,X射线不同剂量照射,利用克隆形成法计算细胞存活率,单击多靶模型拟合细胞存活曲线,计算D_q、D₀、SF₂值和放射增敏比(SER);应用Western blot方法检测Akt、磷酸化Akt、COX-2、Bad和磷酸化Bad蛋白的表达;应用RT-PCR检测COX-2和Bad mRNA的表达。结果 塞来昔布单独及联合LY294002作用HeLa细胞组D_q、D₀、SF₂明显低于单纯照射组;X射线照射后,能够活化HeLa细胞PI3K/Akt/COX-2途径,塞来昔布能够多靶点抑制PI3K/Akt/COX-2途径的活化。结论 PI3K/Akt/COX-2途径的活化是HeLa细胞放射抗拒的重要原因,PI3K/Akt与COX-2之间存在正反馈的调节,抑制PI3K/Akt/COX-2途径的活化能够提高HeLa细胞放射敏感性。     

DNA链间交联的修复与辐射敏感性

实体肿瘤中存在大量的乏氧细胞。辐射可以导致这些乏氧细胞产生DNA链间交联(DNA interstrand cross-links,ICL)。ICL对细胞具有潜在的致死性毒性作用。细胞通过核酸切除修复、同源重组等方式修复ICL。但这种修复需要数小时才能完成。抑制ICL修复,有可能成为提高辐射敏感性的一种策略。     

单细胞凝胶电泳用于放射工作者DNA损伤评价的研究

目的 评价不同级别医院放射工作人员的DNA损伤情况,探讨不同工种、工龄与DNA损伤程度之间的关系。方法 用碱性单细胞凝胶电泳技术检测放射组和对照组外周血淋巴细胞的DNA单链断裂水平。CASP软件分析彗星图像,主要观察彗星尾部DNA百分含量(TDNA%)、彗星尾长(TL)、尾矩(TM)和Olive尾矩(OTM)等指标。 结果 放射组的TDNA%,TL、TM、OTM明显高于对照组(F=3.93, P<0.01),不同工种、工龄间均有统计学差异(F=1.83, P<0.05),不同级别医院之间放射工作者上述指标也差异存在统计学意义(F=1.91,P<0.05)。结论 所观察医院的放射工作者外周血淋巴细胞DNA均存在不同程度的损伤,高级别医院略好于低级别医院,而且DNA损伤程度与放射工龄和工种有一定的相关性。     

电离辐射对肠上皮细胞NF-κB p65和Akt表达的影响

目的 观察电离辐射对肠上皮细胞PI3K/Akt通路和NF-κB通路的激活模式。方法 将对数生长期的IEC-6细胞用无血清培养基培养24h后进行60Co γ射线12Gy照射,检测IEC-6细胞辐照前后不同时间Akt磷酸化水平和胞浆、胞核NF-κB P65蛋白水平变化。结果 辐射可使肠上皮细胞受照20 min后迅速诱导p65的核转位,但检测不到明显的Akt磷酸化;肠上皮细胞Akt磷酸化的高峰于受照后1 h才出现。结论 电离辐射诱导的NF-κB p65快速核转位早于辐射诱导Akt的磷酸化。     

香兰素衍生物VND3207对不同LET辐射致质粒DNA损伤的防护作用

目的 评价不同LET辐射致DNA损伤以及药物的防护作用.方法 分别以60Co γ射线、质子束、7Li重离子束照射溶液状态超螺旋构象质粒DNA,通过琼脂糖凝胶电泳分析DNA分子构象变化,检测DNA损伤程度及VND3207的防护作用.结果 质子和7Li重离子体外所致质粒DNA损伤明显比γ射线严重.药物VND3207能够有效减轻所观察的3种不同LET辐射对质粒DNA的损伤,加药组与不加药组相比,质粒DNA开环构象显著减少,保护效果随着药物浓度的增加更加明显.200 μmol/L浓度对50 Gy γ射线、质粒和7Li重离子辐照质粒DNA损伤的保护效果(质粒超螺旋构象百分比)分别为85.3%(t=3.70,P=0.033)、73.3%(t=10.58,P=0.017)和80.4%(t=8.57,P=0.008).可见VND3207对重离子辐射损伤的保护效应尤为显著,明显优于质子辐照损伤.结论 药物VND3207对辐射DNA损伤具有较好的保护作用,特别是对γ射线和重离子辐射损伤的保护作用更为明显.

Abstract：

Objective To evaluate the radioprotective effect of vanillin derivative VND3207 on DNA damage induced by different LET ionizing radiation.Methods The plasmid DNA in liquid was irradiated by 60Co γ-rays, proton or 7Li heavy ion with or without VND3207.The conformation changes of plasmid DNA were assessed by agarose gel electrophoresis and the quantification was done using gel imaging system.Results The DNA damage induced by proton and 7Li heavy ion was much more serious as compared with that by 60Co γ-rays, and the vanillin derivative VND3207 could efficiently decrease the DNA damage induced by all three types of irradiation sources, which was expressed as a significantly reduced ratio of open circular form (OC) of plasmid DNA.The radioprotective effect of VND3207 increased with the increasing of drug concentration.The protective efficiencies of 200 μmol/L VND3207 were 85.3% (t =3.70,P =0.033), 73.3% (t = 10.58, P =0.017)and 80.4% (t =8.57,P =0.008)on DNA damage induction by 50 Gy of γ-rays, proton and 7Li heavy ion, respectively.It seemed that the radioprotection of VND3207 was more effective on DNA damage induced by high LET heavy ion than that by proton.Conclusions VND3207 has a protective effect against the genotoxicity of different LET ionizing radiation, especially for γ-rays and 7 Li heavy ion.     

应用生物信息学确定结直肠癌辐射抗性细胞的差异表达基因

目的基于生物信息学的方法,筛选结直肠癌辐射抗性细胞中的差异表达基因,从分子水平上初步探讨与结直肠癌抗辐射相关的潜在基因。方法从基因芯片公共数据库（GEO）中下载耐辐射的结直肠癌细胞基因表达谱数据（GSE43206）,并利用R语言中的limma包进行差异基因筛选。对差异基因中的编码基因分别进行基因本体论（GO）富集分析、京都基因和基因组百科全书（KEGG）通路分析以及蛋白相互作用（PPI）分析,进一步筛选出PPI网络中的关键基因。通过实时荧光定量PCR实验确定5 Gy γ射线照射后人结肠癌HCT116细胞中关键基因的mRNA相对表达水平。采用Student t-test检验进行统计学分析,P < 0.05表示差异有统计学意义。结果共筛选出101个差异基因,包含67个上调基因,34个下调基因。GO富集分析发现这些差异基因在细胞迁移、DNA复制等生物学过程中富集。KEGG通路分析证实这些差异基因主要富集在乏氧诱导因子1信号通路。通过构建PPI网络,筛选出NDRG1、PAG1、LRP1、PIM1、LDLR和PLAUR共6个与结直肠癌抗辐射相关的潜在基因。实时荧光定量PCR实验结果显示,与照射前比较,照射后人结肠癌HCT116细胞中NDRG1、PAG1、LRP1、PIM1、LDLR和NDRG1、PAG1、LRP1、PIM1、LDLR关键基因的mRNA表达量显著上升,差异均有统计学意义（t=49.981,P < 0.01;t=26.420、28.698、21.358、23.545,均P < 0.05;t=50.601,P < 0.01）。结论利用生物信息学能够快速地筛选出与结直肠癌抗辐射相关的潜在基因,且潜在基因在结直肠癌HCT116细胞中差异表达。     

递增大强度训练对大鼠骨骼肌P13K/Akt信号转导通路的影响

目的:探讨递增大强度训练对大鼠骨骼肌P13K/Akt信号转导通路的影响.方法:12只雄性SD大鼠随机分为安静组和递增大强度运动组,每组6只.运动组进行递增大强度跑台训练.8周后采用Real-timePCR和Western blotting等测定大鼠比日鱼肌和腓肠肌Akt(v-akt murine thymoma viral oncogene homolog)、PTEN(phosphatase and tensin homologue)和磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase,P13K)的mRNA相对表达量和蛋白表达水平.结果:(1)与安静组比较,递增大强度运动组比目鱼肌和腓肠肌Akt mRNA相对表达量显著下调,而腓肠肌Akt蛋白表达显著上调;(2)递增大强度运动组比目鱼肌和腓肠肌PTEN mRNA及蛋白表达均无显著变化;(3)递增大强度运动组比目鱼肌P13K蛋白表达显著上调,比目鱼肌和腓肠肌P13KmRNA相对表达量无显著变化.结果提示:Akt mRNA下调的途径可以独立于P13K之外,且递增大强度跑台训练可以诱导这种特异Akt失活途径的启动;在激活Akt的方式上除了通过P13K以外,尚有其他的激活事件发生.     

PI3K/Akt信号通路与肝星状细胞活化的关系及其在放射性肝纤维化中的作用

目的 探讨磷脂酰肌醇3激酶-蛋白激酶B(PI3K/Akt)信号通路与肝星状细胞(HSC)活化的关系及其在放射性肝纤维化中的作用。方法 6 MV X射线照射,联合PI3K/Akt信号通路特异性抑制剂处理HSC,分为空白对照组、抑制剂组、10 Gy照射组、10 Gy+抑制剂组、20 Gy照射组和20 Gy+抑制剂组。检测各组的细胞凋亡率、细胞上清液转化生长因子β1(TGF-β1)浓度、平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的mRNA表达量和磷酸化蛋白激酶B(p-Akt)的表达量。结果 与空白对照组相比,10 和20 Gy照射组细胞的凋亡率随照射剂量的增加而增加(t=8.43、11.63,P<0.05);与10 和20 Gy照射组比较,分别加抑制剂后细胞的凋亡率降低(t=8.09、4.88,P<0.05)。与10 Gy照射组比较,20 Gy照射组TGF-β1、α-SMA、p-Akt的量增加(t=6.91、7.80、9.28,P<0.05),10 Gy+抑制剂组TGF-β1、α-SMA、p-Akt的量降低(t=6.17、15.11、10.34,P<0.05)。与20 Gy照射组比较,20 Gy+抑制剂组TGF-β1、α-SMA、p-Akt的量同样降低(t=10.04、6.85、23.84,P<0.05)。结论 X射线通过激活PI3K/Akt信号通路使HSC活化,导致放射性肝纤维化的发生。     

SPECT/螺旋CT融合技术的辐射风险与防护研究进展

大量临床研究已证实SPECT/螺旋CT一体机在疾病的诊断中具有独特的优势。然而反映功能影像的SPECT与反映解剖影像的螺旋CT同机进行采集必然会增加受检者所受辐射剂量,因此需要权衡融合显像诊断价值与辐射剂量的利弊。国际辐射防护委员会建议在对病人进行SPECT/螺旋CT检查时,应对病人所受的额外辐射剂量及可能增加的恶性肿瘤的发生概率予以充分考虑。SPECT/螺旋CT检查应遵循实践正当化与辐射防护最优化的原则,辐射水平不应超过国际规定的辐射剂量限值水平。