肿瘤干细胞在肿瘤放射治疗学中的研究进展
摘要： 肿瘤细胞的放射敏感性是决定放射治疗能否成功的重要因素之一.研究表明,临床上肿瘤的放射敏感性主要取决于肿瘤的组织来源、分化程度、遗传背景、大体类型以及患者的一般状况,如是否存在严重贫血和糖尿病等.而放射生物学研究提示肿瘤细胞的内在敏感性、细胞周期、增殖情况以及肿瘤细胞所处的微环境,如乏氧等是影响肿瘤放射敏感性的重要因素.随着肿瘤基础研究的深入,现在认为恶性肿瘤是一种干细胞疾病,即肿瘤来源于肿瘤干细胞(cancer stemcell,CSC)[1].近年来,先后在脑胶质瘤、乳腺癌、肺癌、黑色素瘤和前列腺癌等多种实体瘤中克隆到了肿瘤干细胞.这类细胞虽然仅占整个肿瘤细胞的一小部分,但是它们具有自我更新能力和多向分化潜能,可能是形成不同分化程度肿瘤和肿瘤不断生长的根源,是肿瘤发生、扩散和复发等过程中的"起始细胞",也可能是肿瘤治疗失败的根源所在[1-2].肿瘤干细胞概念的提出,给传统肿瘤放射治疗学带来了新进展,也带来了新的挑战.为此,本文拟对肿瘤干细胞在肿瘤放射治疗中的研究进展作一综述.
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反义表皮生长因子受体对人肺癌细胞放射敏感性的影响
目的 观察反义表皮生长因子受体(EGFR)对人肺腺癌细胞系放射敏感性的影响.方法 在脂质体介导下用质粒pcDNA3-反义EGFR(pcDNA3-antiEGFR)转染spc-a-1细胞,并以未转染(对照组)和空质粒pcDNA3转染(pcDNA3组)细胞作对照.用G418筛选稳定表达的细胞克隆,以RT-PCR和Western blot检测转染后EGFR的mRNA及蛋白表达抑制情况,流式细胞仪检测转染后细胞周期及单次照射8 Gy后各组细胞凋亡比例.3组细胞分别给予6 MV X射线照射0、2、4、6和8 Gy,计算克隆形成率,拟合生长曲线.结果 pcDNA3-antiEGFR组与对照组、pcDNA3组比较,EGFR mRNA和蛋白表达量明显减少,G2/M期比例分别为(29.53±1.91)%、(13.7±1.30)%和(12.40±1.34)%.单次照射8 Gy后,3个组细胞的凋亡率分别为(39.24±1.57)%、(13.79±0.63)%和(15.02±0.85)%.与对照组相比较,pcDNA3-antiEGFR组细胞的D0、D7、SF2值分别由2.11、2.49和0.84降至1.19、0.15和0.32,提示抑制EGFR表达,可降低spc-a-1细胞对射线所敛亚致死性损伤的修复能力.结论 反义EGFR可以降低人肺癌spc-a-1细胞中EGFR的表达,改变细胞周期分布,促进凋亡,降低亚致死性损伤的修复能力,增加肺癌细胞系spc-a-1的放射敏感性.
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中国人甲状腺乳头状癌中ret基因重排及类型的分析研究
目的建立ret基因重排的分析方法,提示中国人甲状腺乳头状癌中是否存在原癌基因ret重排及重排类型.方法应用RT-PCR方法对65例甲状腺乳头状癌石蜡切片标本进行ret基因重排检测,并对扩增结果进行测序鉴定.结果在提取RNA成功的38例甲状腺乳头状癌(PTC)标本中,有71%发生ret重排,其中10.5%表达PTC1;5.3%表达PTC3;5.3%表达PTC4,以PTC1发生的频率较高.仅1例表达PIC2与PIC3/PTCA混合型重排,中国人PTC可能与ret和H4及ELE1重排激活相关.结论中国人PTC组织中存在4种重排,且以PTC1较为常见.单一标本中有多种重排形式并存,PIC1+3重排形式10例、3例PIC1+4、1例PIC2+3+4、1例PTC3+4、4例PIC1+3+4,单一标本中多种重排形式并存的比例高达50%,但与癌症的恶性程度、转移等无必然联系.
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低剂量辐射兴奋效应的自由基机制探讨
目的 研究低剂量照射(6 cGy)的骨髓细胞悬液,离心后得到的上层相(刺激液)对正常或辐射损伤细胞能否产生低剂量辐射兴奋效应,并探讨其机制.方法 刺激液与受0、2或5 Gy照射的骨髓细胞悬液进行混合培养,使用MTT比色法检测各组细胞的增殖能力,采用细胞色素c还原法测定细胞中O2-的浓度.后,通过加入二亚苯基碘和肉豆蔻醋酸酯实验性、特异地降低或提高细胞中O2-的浓度,观察此种变化对刺激液产生上述作用的影响.结果 正常和受大剂量照射的骨髓细胞与刺激液共培养后,其增殖能力明显高于对照组.减少细胞中O2-的浓度可降低辐射损伤细胞的增殖活力,而增加细胞中O2-的浓度可提高辐射损伤细胞的增殖能力.结论 上述低剂量辐射兴奋效应发生的机制可能与细胞中O2-浓度的变化有关.
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牛磺酸锌对气管灌注贫铀大鼠脑功能的影响
贫铀(depleted uranium,DU)是天然铀经富集转化为浓缩铀过程中产生的副产物,用于制造DU穿甲弹和装甲.海湾战争后陆续有DU引起免疫功能下降和诱发肿瘤的报道[1-3 ],但鲜有DU对脑功能影响的研究.笔者模拟DU气溶胶的吸入,采用气管灌注DU颗粒的方式观察其对大鼠脑功能的影响,并就牛磺酸锌对DU所致神经损害的防护作用进行了初步探讨.
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三氧化二砷提高恶性淋巴瘤细胞放射敏感性的观察
目的研究三氧化二砷对恶性淋巴瘤细胞辐射敏感性的影响.方法采用细胞染色方法观察细胞凋亡的形态,流式细胞仪检测细胞的DNA含量和Bcl-2蛋白的表达.结果0.5～2.0μmol/L三氧化二砷和1～4 Gy γ射线均能抑制B淋巴瘤细胞株Raji细胞生长,诱导细胞凋亡,流式细胞仪检测Raji细胞亚G1期细胞明显增多,Bcl-2蛋白的表达明显降低,呈现时间剂量依赖效应,联合应用比单独应用抑制作用显著.结论三氧化二砷能够提高恶性淋巴瘤细胞的放射敏感性.
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电离辐射对EL-4细胞Caspase-3蛋白表达的影响
Caspase-3(cysteinyl aspartic acid protease-3)是人类白细胞介素1β转化酶家族的重要成员之一,是细胞凋亡过程中的重要激酶.在凋亡的执行阶段,Caspase-3负责对全部或部分关键性蛋白的酶切(激活或灭活).许多凋亡调节因子终作用于下游效应器Caspase-3,形成凋亡特征性改变[1].电离辐射可诱导多种正常组织和肿瘤组织发生凋亡.笔者采用流式细胞术系统研究了不同剂量X射线对Caspase-3蛋白表达的影响,从而为探讨电离辐射引起细胞凋亡机制提供一定的科学依据.
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60Coγ射线照射血T淋巴细胞分泌细胞因子功能的研究
为了防止输血相关性移植物抗宿主病(TA-GVHD),国内外学者普遍认为应使用60Co γ射线辐射血液制品.但经不同剂量60Co γ射线辐射是否会影响离体全血T淋巴细胞分泌IL-2、IL-6、INF-γ与TNF-α功能国内外报道较少.为此,笔者应用流式细胞术对此进行了研究.
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大鼠放射性口腔黏膜炎模型的建立
目的 建立放射性口腔黏膜炎动物模型.方法 70只SD大鼠左侧颊黏膜接受X射线照射,共8次,总吸收剂量为80Gy.照射20、40、60和80 Gy后,以及80 Gy照射结束后2、4、6、8、14和21 d随机处死6只,取左侧颊黏膜进行病理组织学检查,右侧颊黏膜作为自身对照.结果 当总吸收剂量达到60 Gy时左侧颊黏膜开始出现肉眼可见的红斑,照射80 Gy后开始出现单个或多个溃疡,80 Gy照射结束后4 d左右出现大面积溃疡,80 Gy照射结束后2周左右溃疡基本愈合.结论 该模型制作方法能较好地模拟大鼠放射性口腔黏膜炎的发病过程,可用于放射性口腔黏膜炎的实验研究.
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60Coγ射线对肝癌细胞株HepG2增殖和细胞周期的影响
目的观察60Co γ射线对肝癌细胞株HepG2增殖、凋亡和细胞周期的影响,并探讨γ射线对细胞周期改变与p27kiP1蛋白表达和分布之间的关系.方法以不同剂量的γ射线照射培养的HepG2细胞,观察细胞形态和生长曲线变化,同时应用流式细胞计数仪观察细胞周期和凋亡的改变,并应用免疫荧光方法观察p27kiP1蛋白的表达和分布改变.结果60Co γ射线照射细胞引起HepG2细胞株剂量依赖性的生长抑制和凋亡增加.60Co γ射线可引起细胞G2/M期阻滞,同时p27kip1表达明显抑制,并主要分布于细胞浆.结论60Co γ射线所导致的肝癌细胞株HepG2细胞的G2/M阻滞可能与细胞内p27kiP1的表达抑制和细胞浆的分布比例增加有关.
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应用凋亡和微核检测法预测细胞辐射敏感性的可行性研究
细胞辐射敏感性的预测一直是放射生物学和肿瘤治疗研究领域的重要内容，是肿瘤放射治疗方案尤其放疗个体化方案制定的关键。在动物实验和临床研究中，已提出了许多检测细胞内在放射敏感性的方法［1］。其中微核(MN)检测法是被广泛应用的方法之一［2，3］。但是人们仍对将其作为预测细胞辐射敏感性的可行性有争议。有作者报告，MN发生率与克隆形成率之间存在着内在联系，但也有报告认为并不存在这种相关性。影响这种相关性的因素一般认为有以下几个方面：细胞受照射时所处的细胞周期、双核细胞的百分比、DNA含量、细胞放射敏感性的不稳定性和照后凋亡细胞的发生［4，5］。细胞受照射后凋亡的形成率和细胞的辐射敏感性密切相关已有大量的报道。近有报道认为，一些因素引起的凋亡的发生与MN的形成之间有一定的相关性。并认为凋亡和MN的形成都是在第一次有丝分裂以后发生的，都和遗传物质受损有关。本研究采用3株人类细胞和两株啮齿动物细胞把辐照诱导的MN和凋亡与细胞存活率进行比较，对MN检测能否用来预测细胞放射敏感性的潜在可能性进行了评估。探讨了凋亡细胞对MN发生率的影响。 一、材料和方法 1.细胞和细胞培养：利用3株人体细胞和两株啮齿动物细胞：SHIN-3为人卵巢腺癌细胞株，DU-145为人体前列腺癌细胞株，COLO 320 DM为人结肠腺癌细胞株，CHO-K1为中国仓鼠卵细胞，F9细胞为鼠畸胎瘤细胞。将细胞在37℃条件下，含95%空气和5%CO2的潮湿环境中进行孵育。
