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线粒体转录因子A(TFAM)是HMG蛋白家族成员,目前已知除了可以调控线粒体DNA(mtDNA)转录活性、参与细胞凋亡外,还作为线粒体损伤模式分子(DAMPs)激活炎症反应和免疫反应。有研究显示,电离辐射通过激活TFAM的表达促进线粒体新生和再分布,保证线粒体生物发生的正常运行。尽管电离辐射可以激活肿瘤细胞的线粒体生物发生,但相应的分子调控机制却未见报道。本研究以TFAM介导的线粒体生物发生为核心,探究TFAM对肿瘤细胞辐射敏感性的影响,以期为优化肿瘤放疗方案提供实验和理论依据。第一部分:线粒体转录因子A的表达对肿瘤细胞辐射敏感性的影响及相关机制研究线粒体是电离辐射的重要靶点,由于线粒体DNA的特殊结构和功能,其更容易受到电离辐射的损伤。TFAM作为线粒体DNA重要的转录和调控因子,能够与线粒体DNA结合,从而调控线粒体生物发生。我们的实验以TFAM介导的线粒体生物发生为核心,揭示电离辐射作用下线粒体生物发生对肿瘤细胞辐射敏感性的调控机制。实验研究发现,电离辐射能够激活TFAM mRNA和蛋白表达。为了进一步探究TFAM对肿瘤细胞辐射敏感性的影响,我们构建了TFAM敲除的稳定细胞系。实验结果显示,TFAM的缺失抑制受照射细胞的线粒体拷贝数、细胞的克隆存活能力,并诱导细胞凋亡水平的上升。这些实验结果表明TFAM的敲低能够增加肿瘤细胞辐射敏感性。此外,我们进一步探究了电离辐射诱导TFAM表达的机制。实验结果显示,电离辐射能够促进RNA结合蛋白HuR与TFAM mRNA的相互结合,从而增加TFAM mRNA的稳定性。而参与辐射损害应答的重要信号通路ATM/p38信号途径能够促进HuR与TFAM mRNA的相互结合。以上结果揭示了TFAM影响肿瘤细胞辐射敏感性的新机制,为建立以线粒体为靶点的肿瘤放疗策略提供了理论和实验依据。第二部分:线粒体转录因子A的释放及其对细胞凋亡的影响实验发现电离辐射不仅能诱导肿瘤细胞内TFAM的表达,还能诱导肿瘤细胞中TFAM的释放,而TFAM中和抗体能够增加电离辐射诱导的DNA损伤,提高肿瘤细胞辐射敏感性。为了探究电离辐射诱导TFAM释放的机制,实验对与氧化应激以及线粒体生物发生密切相关的蛋白DJ-1与TFAM释放之间的关系进行了探究。实验结果显示,DJ-1的缺失能够诱导TFAM的释放,而TFAM的中和抗体显著增加了细胞凋亡水平。进一步的研究发现,p53介导的细胞凋亡的发生以及TFAM的乙酰化的上调激活了TFAM的释放。以上实验揭示了在电离辐射诱导下,TFAM的激活和释放能够抑制细胞凋亡,而TFAM的缺失及中和则显著增加肿瘤细胞辐射敏感性。该研究为进一步理解线粒体对肿瘤细胞放疗效应的调控机理,建立以线粒体为靶点的肿瘤放疗策略提供了重要的理论依据。