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背景与目的:肺癌是全球第一大恶性肿瘤。随着人口老龄化及大气污染的加重,肺癌的发病率逐年增加。肺癌恶性度高,患者生存期短,寻找有效的治疗手段日益受到重视。放疗是肺癌治疗的重要手段之一,然而放疗的副反应严重阻碍了增加放疗剂量以提高疗效。低剂量辐射(LDR)具有与高剂量辐射(HDR)不同的生物学效应,可使机体正常组织产生兴奋效应和保护性的适应性反应,并且这种作用在肿瘤细胞中并不存在。近年来,核因子E2相关因子2(Nrf2)已被证实是调节细胞内众多抗氧化物表达的关键性因子,Nrf2-ARE信号通路是细胞内最重要的内源性抗氧化通路。细胞内PKC、MAPK、PI3K/Akt等蛋白激酶途径参与调控Nrf2-ARE信号转导通路的激活及其依赖基因表达的调控。本室前期研究发现LDR可使人支气管上皮细胞(HBE细胞)内Nrf2水平升高,其下游抗氧化蛋白谷胱甘肽(GSH)浓度升高,这提示我们LDR在细胞内具有抗氧化作用,因此本实验拟阐明LDR激活并通过Nrf2-ARE通路发挥抗氧化作用的机制。方法:1.LDR诱导HBE细胞抗氧化作用的机制LDR处理HBE细胞,采用Western blot法检测HBE细胞核内Nrf2水平,选择诱导HBE细胞核Nrf2表达的最佳剂量及最佳处理时间;RT-PCR法检测LDR后HBE细胞内γ-GCS mRNA表达水平;活性氧(ROS)试剂盒检测LDR后HBE细胞及Nrf2沉默(Nrf2siRNA)的HBE细胞内ROS水平,明确LDR、Nrf2及氧化应激三者之间关系。2.LDR诱导HBE细胞Nrf2核转位的机制Western blot法检测不同阻滞剂(ERK阻滞剂U0126、Akt阻滞剂LY294002)对HBE细胞Nrf2核转位的抑制作用,明确LDR依赖MAPK/ERK、PI3K/Akt信号通路诱导HBE细胞Nrf2核转位。结果:1. LDR诱导HBE细胞核Nrf2表达的最佳剂量和时间点分别是75mGy和24h。2.75mGy LDR处理细胞24h,细胞内γ-GCS mRNA表达水平明显升高。3.LDR组ROS水平均低于正常对照组,其中75mGy剂量组ROS水平最低,而500mGy大剂量辐射引起的ROS水平明显高于正常对照组。说明LDR可降低细胞内ROS水平,产生抗氧化作用。4.经Nrf2siRNA处理的HBE细胞LDR后细胞内ROS水平升高,说明LDR通过诱导HBE细胞Nrf2核转位、降低ROS水平。5.LDR后经ERK磷酸化抑制剂U0126处理的HBE细胞核内Nrf2水平降低,而细胞总Nrf2水平不变。6.LDR后经Akt磷酸化抑制剂LY294002处理的HBE细胞核内Nrf2水平降低,而细胞总Nrf2水平不变。结论:1.LDR通过诱导HBE细胞Nrf2核转位、降低ROS水平从而发挥抗氧化作用。2.LDR通过激活MAPK/ERK、PI3K/Akt信号通路诱导HBE细胞Nrf2核转位从而起到抗氧化作用。