缺氧诱导因子-1α对肺癌细胞放射敏感性的影响

摘要

目的:肺癌是发病率和死亡率最高的恶性肿瘤,放射治疗为肺癌手术后的重要补充,并且是中、晚期肺癌的主要治疗手段之一。但是,肺癌组织中缺氧肿瘤细胞的存在,可导致放疗疗效降低,并且在肺癌放疗时常伴发有放射性肺炎的发生。因此,进一步提高肺癌组织的放射敏感性将有利于降低照射剂量,提高治疗效果,并能够减少正常组织并发症的发生。缺氧诱导因子-1(hypoxia inducible factor-1,HIF-1)是广泛存在于哺乳动物及人体内的一种转录因子,由α和β两个亚基构成的异二聚体蛋白聚合物,通常情况下,HIF-1β为结构性表达,其水平基本稳定,而HIF-1α受氧浓度的调节并在整个转录过程中起关键作用。缺氧是实体肿瘤微环境特征之一,当氧浓度过低时,HIF-1α表达增加,并通过调控多种靶基因的表达,以适应低氧环境,在肿瘤生长、浸润和转移过程中具有重要作用。研究表明 HIF-1α的表达水平升高可导致放疗疗效降低,然而也有部分文献认为HIF-1α并不影响肿瘤细胞的放射敏感性。因此,本研究通过构建并筛选能够高表达HIF-1α的肺癌细胞,经X线照射后,观察HIF-1α对肿瘤细胞放射敏感性的影响。
　　方法:构建野生型及突变型pcDNA3.0-EGFP-HIF-1α高表达重组质粒,将重组质粒及EGFP对照载体对人非小细胞肺癌H1299细胞进行转染。经G418筛选后,获得HIF-1α高表达的2种H1299细胞株(H1299/W-HIF-1α细胞为野生型高表达HIF-1α的H1299细胞,H1299/M-HIF-1α细胞为突变型高表达HIF-1α的H1299细胞,能够在常氧条件下高表达HIF-1α),同时,获得带有EGFP的H1299细胞(H1299/F)。采用Western-blot和RT-PCR方法,分别检测细胞中HIF-1α的蛋白和mRNA表达水平,通过增殖实验对各组细胞的增殖能力进行检测,并通过克隆形成实验观察和计算各组细胞在2GyX射线照射后的存活分数(survival fraction,SF)和氧增比(oxygen enhanced ratio,OER)值,进行统计比较。
　　结果:成功构建野生型及突变型的pcDNA3.0-EGFP-HIF-1α重组质粒,转染并筛选出高表达HIF-1α的非小细胞肺癌H1299细胞。RT-PCR结果显示H1299/M-HIF-1α和H1299/W-HIF-1α细胞中HIF-1α的mRNA水平显著升高(P<0.05),并且Western-blot结果显示,H1299/M-HIF-1α细胞能够在常氧条件下高表达HIF-1α蛋白(P<0.01)。通过细胞增殖实验发现H1299/M-HIF-1α细胞的增殖速率明显加快,倍增时间低于其他各组细胞(P<0.05)。集落形成实验结果表明,经2Gy的X射线照射后,H1299/M-HIF-1α细胞的SF明显高于其他各组细胞(P<0.05)。采用氯化钴(CoCl2)化学模拟缺氧处理后,受照射的H1299/W-HIF-1α、H1299/F细胞以及对照组SF较单纯照射细胞显著升高,OER值分别为1.66、1.45和1.54。
　　结论:本研究结果表明,细胞内HIF-1α的上调可以降低肺癌细胞的放射敏感性。针对缺氧细胞放射敏感性较低的特点进行新型放射增敏药物设计具有一定的价值。

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缩略词表及中英文对照

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英文摘要

1 前言

2 材料和方法

2.1实验材料

2.2 实验方法

3实验结果：

3.1 HIF-1α重组质粒的构建与细胞的转染并筛选

3.2 HIF-1α高表达肺癌细胞的放射敏感性的研究

4.讨论

4.1 HIF-1α重组质粒构建与转染

4.2 H I F-1α促进细胞的增殖

4.3 HIF-1α改变肺癌肿瘤细胞的放射敏感性

5 结论

5.1 成功构建野生型和突变型重组质粒pcDNA3.0-EGFP-HIF-1α。

5.2转染筛选高表达HIF-1α的H1299/M-HIF-1α和H1299/W-HIF-1α细胞。

5.3HIF-1α可降低肺癌细胞的放射敏感性，并促进肿瘤细胞增殖。

5.4下一步计划：

参考文献

附录：

致谢

综述