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目的:放射治疗是非小细胞肺瘤的主要治疗手段之一,但是肿瘤细胞对射线的抗拒性将降低放射治疗效果,增加局部复发率。本项研究通过射线反复照射体外培养的肺腺癌细胞系Anip973,建立辐射耐受细胞株,探寻其生物学特征及其基因表达谱,为进一步研究肿瘤细胞的辐射抗拒性提供新线索。
材料与方法:应用高能X线反复照射肺腺癌Anip973细胞15次,肿瘤剂量4Gy/次,共60Gy。对亲代和子代细胞株采用克隆形成实验测定其放射敏感性,拟合出两株细胞的放射生物学参数。计算Anip973R及其亲代的细胞倍增时间并通过流式细胞术检测它们的细胞周期分布特征及射线照射后的细胞凋亡率。采用含21,522基因的cDNA基因芯片确定辐射抗拒的Anip973R和其亲代细胞株的基因表达谱,然后利用定量RT-PCR技术验证差异表达基因。
结果:与亲代相比Anip973R,其Do、Dq和SF2均增大,分别是1.613、1.286、0.532,而Anip973细胞Do=1.525、Dq=0.423、SF2=0.339,细胞存活曲线肩区增宽,Anip973R获得放射抗拒,其细胞倍增时间较亲代细胞延长3个小时,细胞周期显示G1期和S期比例分别增高和减少(P<0.05),G2/M期比例相似(P>0.05)。射线照射2Gy后,Anip973R凋亡率明显低于亲代细胞(P<0.05)。与其亲代细胞株相比,Anip973R有59个基因上调,43个基因下调。上调的基因与DNA损伤修复(DDB2)、细胞外基质(LOX)、细胞粘附(CDH2)和抗凋亡(CRYAB)有关。下调的基因包括血管形成(GBP-1)、免疫反应(CD83)和钙离子信号通路(TNNC1)。定量RT-PCR验证11个基因表达与基因芯片结果相一致。
结论:通过反复射线照射诱导出了放射抗拒的肺腺癌细胞株Anip973R,并且在低剂量区放射抗拒性更明显,但是细胞周期特征与经典的放射生物学理论不完全相符。基因表达谱分析确定差异表达基因,这些基因功能包括DNA损伤修复、抗凋亡、促进侵袭、转移、促进血管形成和免疫反应等,为探寻辐射抗拒机制提供了新思路。