100MeV质子照射对肿瘤细胞线粒体氧化损伤及其作用机制研究

摘要

目的 研究100 MeV质子照射对人宫颈癌HeLa细胞线粒体氧化损伤及其作用机制.方法 采用中国原子能科学研究院100 MeV强流质子回旋加速器照射人宫颈癌HeLa细胞,剂量率为0.8 Gy/min.按照射剂量分为未照射组(0 Gy)、低剂量照射组(0.5 Gy)和高剂量照射组(8 Gy),分别于照射后24、48和72 h采用CCK-8法检测细胞增殖情况,流式细胞术检测细胞凋亡变化;DCFH-DA标记法检测照射后12～72 h活性氧(ROS)含量动态变化;线粒体呼吸链复合体Ⅰ检测试剂盒检测照射后24和48 h线粒体呼吸链复合体Ⅰ活性;mRNA芯片杂交检测分析8 Gy质子照射12和24 h后HeLa细胞的差异表达基因.结果 与未照射组相比,低剂量照射组细胞增殖、细胞凋亡、ROS生成以及线粒体呼吸链复合体Ⅰ活性均无明显改变.高剂量照射组在照射后72 h细胞增殖显著降低;24、48和72 h细胞凋亡呈时间依赖性增加;细胞ROS含量在照射后16～24 h明显增加,36 h后逐渐下降;照射后24和48 h,细胞线粒体呼吸链复合体Ⅰ活性降低.KEGG分析提示,8 Gy质子照射24 h后诱导表达差异变化明显的基因主要集中在丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路、PI3K/Akt信号通路和过氧化物酶体增殖物(PPAR)激活受体信号通路等.结论 100 MeV质子高剂量照射可抑制人宫颈癌HeLa细胞增殖,促进凋亡,且此改变可能与细胞氧化应激和线粒体呼吸链复合体Ⅰ活性受到抑制有关.