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目的:
目前研究鼻咽癌(Nasopharyngeal carcinoma,NPC)的辐射抗拒多用不同细胞或组织作为模型,这无法避免遗传背景差异和肿瘤组织异质性等对结果的影响。同时,有关NPC辐射抗拒机制至今仍未完全阐明。已有研究证实多个基因及蛋白与NPC的放射敏感性相关,但各作者就某选定指标研究其与辐射抗拒的相关性,所得结果相对局限和片面。目前尚未见到采用高通量筛选方法,从cDNA和蛋白水平全方位审视同遗传背景辐射抗拒机制全貌的相关报道。因此,非常必要建立同起源和遗传背景而不同辐射敏感性的细胞对比模型(CNE2R与CNE2),从cDNA和蛋白水平筛查CNE2R与CNE2的差异,这对于揭示NPC辐射抗拒发生的本质,挖掘评价辐射抗拒的灵敏指标,并寻找和确立辐射抗拒的新靶点,从而找到有效预防和逆转NPC辐射抗拒新疗法的目的,具有至关重要的意义。
方法:
1.爬坡式大剂量X线诱导辐射耐受NPC细胞株CNE2R初次剂量为200 Gy,照射3次,后依次400 Gy,600 Gy各照射3次,每次照射后5~8周待存活的后代细胞状态稳定后进行下一次照射,整个照射及培养过程历时11个月。
2.MTT法、平板克隆形成法及血清饥饿细胞周期同步化方法描绘细胞株CNE2R和CNE2的生长曲线,分别计算两者的倍增时间,测定不同照射剂量下的存活分数,线性二次模型拟合剂量存活曲线并求出放射生物学参数α、β和2Gy存活分数(SF2)。
3.染色体核型分析和STR分型分析染色体核型分析探讨细胞株CNE2R与CNE2染色体的差异,STR分型探讨CNE2R与CNE2两者之间染色体非编码区STR基因座的差异。
4.基因芯片技术和荧光差异双向电泳技术(2D—DIGE)及液质谱联用技术(LC—MS/MS)分别从基因水平和蛋白质水平探讨细胞株CNE2R与CNE2差异表达的机制。
结果:
1.建立了辐射耐受NPC细胞株CNE2R MTT结果表明:CNE2R的生长速度较原细胞株CNE2慢,CNE2R的倍增时间为4.0天,CNE2的倍增时间是3.6天。CNE2R与CNE2的剂量存活曲线表明:CNE2R的曲线较CNE2的曲线平坦。CNE2R与CNE2线性二次模型参数分别为α(1.076vsO.974),β(-0.302vs-0.319),SF2(0.5861 vs0.3964)。
2.细胞株CNE2R与CNE2遗传学的差异染色体核型分析结果表明:CNE2R与CNE2细胞间的染色体变异程度较大,而同一细胞株的不同细胞之间染色体变异程度相近。STR分型结果显示:STR基因座D8S1179的表达在CNE2R和CNE2细胞之间有质的差异,D13S317和TH01的表达在CNE2R与CNE2之间有量的差异;
3.细胞株CNE2R与CNE2辐射抗拒差异机制的探讨基因芯片结果显示:CNE2R与CNE2相比较,两个细胞株中表达差异的基因共有855个,其中表达变化上调的基因有538个,表达变化下调的基因有317个,差异表达的基因涉及凋亡、结合、代谢、细胞周期、信号转导、转录、翻译、结构及物质运输等多个细胞活动过程;并初步发现两者之间辐射耐受的差异可能发生在8号和(或)13号染色体上。2D~DIGE结果表明:CNE2R与CNE2细胞相比,按照Student t test,P<0.05,Av Ratio≥1.00或者Av Ratio≤-1.00的标准过滤,存在差异的点有16个。进一步LC—MS/MS分析结果发现,这些点分别代表不同的鉴定蛋白群,其中蛋白14—3—3zeta和CASP1与肿瘤治疗的辐射抗拒有关。
结论:
1.成功建立了辐射抗拒的鼻咽癌细胞株CNE2R。
2.细胞株CNE2R与同源的CNE2相比,辐射抗拒性增加。
3.细胞株CNE2R与CNE2辐射抗拒性的差异与两者之间的遗传学差异相关,且两者之间的差异可能发生在8号和(或)13号染色体上。
4.细胞株CNE2R与CNE2辐射抗拒性的差异分别与两者在基因水平和蛋白质水平的差异表达有关,其中蛋白14—3—3zeta和CASP1与肿瘤治疗的辐射抗拒有关。