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目的125Ⅰ粒子组织间植入治疗恶性肿瘤已经成为针对不可切除的进展期胃癌的一个重要治疗手段,但是其分子生物学机制还不十分清楚。我们通过建立NCI-N87高分化胃癌细胞株荷瘤裸小鼠动物模型,瘤体内植入不同剂量的125Ⅰ粒子进行组织间照射治疗,观察肿瘤生长情况计算肿瘤抑制率并绘制肿瘤生长曲线。第28天处死裸小鼠,采用免疫组织化学的方法,通过定量形态学分析肿瘤细胞增殖细胞核抗原(PCNA)的表达；通过原位末端转移酶介导的荧光-UTP缺口末端标记法(TUNEL)检测肿瘤细胞的凋亡指数；每组各随机抽取12个标本,采用NimbleGen全基因表达芯片分析与胃癌肿瘤细胞增殖、凋亡和细胞周期阻滞有关的基因表达,通过实时定量PCR对相关差异基因进行验证：通过甲基化DNA免疫共沉淀(MeDIP)和Nimblegen CpG启动子芯片(chip)实验对胃癌中的甲基化表达谱进行分析；通过MeDIP-链式聚合酶反应(PCR)进一步验证差异基因的甲基化水平,试图全面阐明125Ⅰ粒子组织间植入照射对于人类高分化胃癌细胞株荷瘤裸小鼠动物模型的抑瘤效应和分子生物学机制,为临床上开展125Ⅰ粒子组织间植入治疗高分化胃癌提供有效的理论依据。方法第一部分：采用NCI-N87高分化胃癌细胞株进行细胞培养,收集细胞混悬液注射到雄性BLAB/c-nu/nu裸小鼠皮下建立荷瘤裸小鼠动物移植瘤模型。一周后将荷瘤裸小鼠随机分为实验组和对照组,每组24只。对照组植入空白粒子(0mCi),无125Ⅰ放射元素：实验组植入125Ⅰ粒子(0.9mCi,lmCi=3.7×107Bq)。植入后每3天测量肿瘤的长、短径,计算肿瘤体积并绘制出肿瘤生长曲线。28天后处死荷瘤裸鼠,解剖出肿瘤组织,称重,通过定量形态学分析增殖细胞核抗原(PCNA)和原位末端转移酶介导的荧光脱氧-UTP缺口末端标记法(TUNEL)分别检测肿瘤细胞的有丝分裂指数和凋亡指数,计算抑瘤率并绘制肿瘤生长曲线。第二部分：在粒子植入28天后处死荷瘤裸鼠,解剖出肿瘤组织,分别抽提DNA和RNA,用于后续的分子生物学实验。随机抽取实验组和空白对照组各12个标本,组内的每4个样品进行混合,然后通过Nimblegen人类基因表达谱芯片检测对照组和实验组移植瘤间的全基因组表达差异。通过实时定量PCR(Quantitative Real time PCR)对从芯片结果中筛选出的与细胞周期阻滞和细胞凋亡相关的差异基因进行验证。通过甲基化DNA免疫共沉淀(MeDIP)以及后续的Nimblegen CpG启动子芯片实验对对照组移植瘤的DNA甲基化谱进行分析。通过MeDIP-PCR进一步验证筛选出的基因的甲基化水平。结果第一部分：从两组小鼠肿瘤生长曲线可知,碘125处理组荷瘤裸小鼠肿瘤生长明显减慢,瘤体有缩小的趋势,而对照组荷瘤裸小鼠肿瘤生长迅速。测量瘤重得出平均抑瘤率为38.4%。通过免疫染色检测发现：碘125处理组的PCNA蛋白的表达量相比对照组显著性降低；TUNEL法检测原位凋亡结果表明：实验组比对照组凋亡明显增加,两组凋亡指数分别为23.2%和8.1%,相比有统计学意义。第二部分：通过基因表达谱分析,我们发现125Ⅰ的处理会引起数百个基因的差异表达。其中,544个基因显著性上调。在这些125Ⅰ处理后上调的基因当中,有很多基因的功能与细胞凋亡和细胞周期抑制相关，包括BMF,MAPK8,BNIP3,RFWD3,CDKN2B,WNT9A等。通过实时定量PCR验证证明：实验组中的BMF,MAPK8,NIP3,RFWD3,CDKN2B和WNT9A的mRNA水平相比对照组显著性上调。通过MeDIP-Chip实验发现：在对照组移植瘤中,有1954个基因的启动子区域存在高甲基化现象,而且这些基因中有相当一部分的表达水平在125Ⅰ处理后显著性上调。通过进一步的MeDIP-PCR和实时定量PCR实验表明：BNIP3和WNT9A的表达与125Ⅰ照射引起的DNA去甲基化有关结论(1)125Ⅰ粒子组织间植入近距离放疗(brachetherapy)导致NCI-N87高分化胃癌细胞株荷瘤裸小鼠移植瘤生长受到抑制。(2)PCNA染色和组织TUNEL分析表明125Ⅰ粒子组织间植入近距离放疗导致NCI-N87胃癌细胞增殖受到抑制,同时细胞凋亡增加,二者差异有统计学意义。(3)125Ⅰ粒子植入照射能够显著性的上调与细胞凋亡和细胞周期阻滞相关的基因。(4)一部分这类基因的上调可能与125Ⅰ粒子照射所致的基因启动子区域的去甲基化有关。总之,这些发现揭示了125Ⅰ组织间植入放疗抑制胃癌的分子机制,并且为125Ⅰ粒子组织间植入治疗高分化胃癌提供了有效的理论依据。