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NSCLC分次放射治疗后部分肿瘤细胞产生放射抵抗性残留存活下来,从而使远期疗效不佳。了解这些放射抵抗性肿瘤细胞的特性并采取针对性的措施将对提高放射治疗的疗效具有重要意义。乏氧诱导因子-1α(HIF-1α)与肿瘤细胞能量代谢、血管生成及促进肿瘤细胞侵袭和转移密切相关。近年来研究发现,放射线可以引起肿瘤细胞HIF-1α表达升高,高表达的HIF-1α导致肿瘤细胞产生放射抵抗性。VHL基因是一种肿瘤抑制基因,其编码的蛋白质为pVHL,pVHL与HIF-1α结合形成复合体并通过酶促反应使HIF-1α降解。有研究提示NSCLC中存在pVHL/HIF-1α调节途径,还有研究发现上调pVHL可以使化疗抵抗肝癌细胞中升高的HIF-1 α蛋白水平下降,从而改善化疗抵抗。提示我们寻找影响肿瘤细胞放射敏感性的调控靶点,将是改变肿瘤细胞放射敏感性的关键。
目的:
明确pVHL和HIF-1α是否与NSCLC分次照射后残留细胞产生的放射抵抗性有关。
方法:
以人NSCLC中的A549和H1299两种肺腺癌细胞系为模型,常氧下培养,给予分次照射,各照射2Gyx3次,应用克隆形成实验及细胞生存曲线检测照射(2Gyx3次)后残留细胞(A549-R和H1299-R)的放射抵抗性情况,应用Westernblot及Real-time PCR检测A549和H1299细胞各组:Mock(未照射),R1(照射2Gy),R2(照射2Gyx2次),R3(照射2Gyx3次)的HIF-1α及pVHL的蛋白及mRNA表达情况,分析HIF-1α及pVHL的关系。所有数据用3次独立实验的均值±标准差表示。应用SPSS13.0软件进行单样本t检验或单因素方差分析(组间比较采用LSD检验)进行数据统计,P<0.05认为差异有统计学意义。
结果:
1、A549-R和H1299-R细胞系分别较正常A549和H1299细胞系产生一定程度的放射抵抗性2、分次照射导致A549和H1299细胞系HIF-1α表达增高及pVHL表达下降Western blot结果显示,A549和H1299细胞系随着照射次数的增加HIF-1α及pVHL的蛋白表达情况呈现不同的变化趋势。HIF-1α的蛋白表达随照射次数的增加而升高,而pVHL蛋白表达则随照射次数的增加而下降。以相应蛋白条带的平均光密度值与GAPDH蛋白平均光密度值的比值表示各组HIF-1α及pVHL蛋白表达水平如下:
A549Mock(未照射),R1(照射2Gy),R2(照射2Gyx2次),R3(照射2Gyx3次)细胞HIF-1α蛋白表达分别为0.59±0.05、0.81±0.04、0.98±0.07、0.95±0.08(R1、R2、R3组与Mock组之间均有统计学差异,P<0.01)。
A549 Mock,R1,R2,R3细胞pVHL蛋白表达分别为0.95±0.06、0.71±0.04、0.48±0.06、0.37±0.07(R1、R2、R3组与Mock组之间均有统计学差异,P<0.01)。
H1299Mock,R1,R2,R3组HIF-1α蛋白表达分别为0.41±0.04、0.45±0.04、0.79±0.08、0.79±0.08(R2、R3组与Mock组之间均有统计学差异,P<0.01,R1组和Mock组之间无统计学差异)。
H1299 Mock,R1,R2,R3组pVHL蛋白表达分别为0.83±0.06、0.61±0.05、0.43±0.03、0.35±0.02(R1、R2、R3组与Mock组之间均有统计学差异,P<0.01)。
3、分次照射对A549和H1299细胞系HIF-1α及pVHL mRNA表达的影响以正常A549细胞HIF-1αmRNA表达水平为1,其余各组HIF-1αmRNA表达与其相比结果为:A549 R1,R2,R3组分别为1.16±0.06、1.41±0.06、2.16±0.19(R1、R2、R3组与Mock组之间均有统计学差异,P<0.05)。
以正常A549细胞pVHL mRNA表达水平为1,其余各组pVHL mRNA表达与其相比结果为:A549 R1,R2,R3组分别为0.85±0.06、0.55±0.06、0.27±0.03(R1、R2、R3组与Mock组之间均有统计学差异,P<0.05)。
以正常H1299细胞HIF-1αmRNA表达水平为1,其余各组HIF-1αmRNA表达与其相比结果为:H1299 R1,R2,R3组分别为1.81±0.11、2.73±0.24、2.96±0.27(R1、R2、R3组与Mock组之间均有统计学差异,P<0.01)。
以正常H1299细胞VHL mRNA表达水平为1,其余各组VHL mRNA表达与其相比结果为:H1299 R1,R2,R3组分别为0.93±0.08、0.78±0.09、0.48±0.04(R2、R3组与Mock组之间均有统计学差异,P<0.05)。
结论:
1、接受分次照射后的A549和H1299残留生存细胞产生了放射抵抗性。
2、接受分次照射后的A549和H1299残留生存细胞HIF-1α蛋白表达明显增高。
3、接受分次照射后的A549和H1299残留生存细胞pVHL蛋白表达明显下降。