二氯乙酸二异丙胺（DADA）增强食管癌放疗敏感性的作用及机制研究

发布时间：2017-12-17 03:28

  本文关键词：二氯乙酸二异丙胺（DADA）增强食管癌放疗敏感性的作用及机制研究

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【摘要】：第一部分食管癌转录组生物信息学分析[背景]目前,食管癌为全世界第六大肿瘤,在我国是继胃癌、结直肠癌和肝癌之后最常见的消化道肿瘤。尽管近些年我国食管癌的发病率、死亡率呈下降趋势,但全球近半数食管癌患者都在中国,每年超过20万人死于食管癌。近年来,生命科学已进入后基因组时代,生命科学、信息学、微电子学、计算机科学等学科的交叉发展使得高通量芯片及二代测序技术不断取得突破,成本不断降低,极大的方便了人们从转录组学的角度理解肿瘤的发生发展。[方法]项目组充分挖掘公共数据The Gene Expression Omnibus(GEO),挑选食管癌数据集GSE92396,应用在线分析软件GE02R,分析肿瘤组织和正常组织的差异表达基因。应用CCLE(Cancer Cell Line Encyclohedia)数据库及组织标本检测排名靠前的差异表达基因,验证数据的可靠性。应用DAVID数据库对差异表达基因进行KEGG PATHWAY及GO生物信息学分析。[结果]对GSE92396进行差异基因分析,发现差异表达基因1789个,其中差异高表达基因907个,差异低表达基因882个。在CCLE数据库食管癌细胞株TE9、KYSE510、TE6、KYSE520及20对组织样本,我们发现差异表达基因与数据库一致,且具有统计学差异。进行生物信息学分析,我们发现细胞外受体相互作用、PI3K-Akt信号通路、糖酵解、细胞外基质的组成、细胞粘附等显著富集。[结论]食管癌的发生发展可能与细胞外受体相互作用、PI3K-Akt信号通路、糖酵解、细胞外基质的组成、细胞粘附等密切相关。第二部分二氯乙酸二异丙胺对食管癌抗肿瘤活性的研究[背景]目前,在肿瘤临床上用于治疗食管癌的主要方式有手术治疗、放射治疗、化疗药物治疗、经内镜治疗在内的非手术治疗等。多数食管癌患者已到中晚期,伴有明显外侵、发生淋巴结转移时,或者存在并发症不适合手术时,放射成为食管癌晚期患者最主要的治疗手段。上述生物信息学提示糖酵解(Glycolysis)在食管癌的发生发展中可能发挥了重要作用。近年来,有文献报道糖酵解与食管癌放疗抵抗密切相关。通过文献复习我们发现二氯乙酸二异丙胺(DADA)可以调控细胞内代谢,逆转糖酵解作用。[方法]应用CCK8细胞毒性实验,比较二氯乙酸(DCA)、DADA两者对食管癌的抗增殖作用。应用Matrigel、Transwell实验,探讨DADA对食管癌细胞株侵袭转移的作用。应用PT染色流式细胞技术检测及western blot检测caspase-3的活性形式cleaved caspase-3,来探讨DADA对食管癌细胞株的凋亡作用。[结果]CCK8实验表明,DADA对食管鳞癌细胞株Eca-109、TE-13的抗肿瘤活性优于DCA。Matrigel、Transwell实验表明DADA可以抑制食管癌细胞株的侵袭转移。流式细胞仪及Western blot实验表明应用DADA处理后,细胞的凋亡明显上升。[结论]DADA本身对食管癌细胞株具有抗肿瘤作用第三部分二氯乙酸二异丙胺增强食管癌放疗敏感性的作用和机制研究[背景]辐射造成细胞直接损伤的主要机制是射线直接作用于有机分子,产生大量的ROS,ROS进一步引起DNA分子出现断裂、交叉,从而造成肿瘤细胞损伤。大量的研究表明,糖酵解(glycolysis)与肿瘤的放疗抵抗密切相关。肿瘤细胞倾向于糖酵解,产生大量ATP的同时,能够产生大量的大分子物质构成了细胞内在的氧化还原系统,可以有效清除细胞内的氧化自由基,如ROS等,降低肿瘤细胞的放射敏感性。DADA具有抗肿瘤活性,并可以调控细胞内代谢,逆转糖酵解作用。本研究探讨DADA的放疗增敏作用及其可能的作用机制。[方法]应用克隆形成实验并用多靶单击模型探讨DADA对食管癌细胞株的放疗增敏作用。应用免疫荧光染色和western blot检测DADA联合放疗处理后细胞内γ-H2AX的表达,验证联合DADA与放疗对DNA双链损伤的作用。应用流式细胞仪分别检测联合DADA与放疗后细胞的周期和细胞的凋亡。进一步构建裸鼠皮下荷瘤模型,在体内验证DADA的放疗增敏作用。应用ROS检测试剂盒检测,联合DADA与放疗后细胞内ROS的水平。应用XF Extracellular Flux Analyzer检测DADA处理后细胞内氧消耗率(the oxygen consumption rate,OCR)。[结果]联合DADA与放疗作用于食管癌细胞明显减少细胞克隆团的形成。以多靶单击模型拟合细胞存活曲线,发现DADA能增强Eca-109和TE-13的放疗敏感性,分别增加1.37倍和1.06倍。应用免疫荧光染色和western blot检测DADA联合放疗处理后细胞内γ-H2AX的表达明显增高。应用流式细胞仪检测联合DADA与放疗后,阻滞细胞于G2/M期并增加细胞凋亡。体内实验表明与单独放疗和单独DADA组相比较,联合DADA与放疗可以抑制裸鼠皮下的肿瘤生长。机制研究表明联合DADA与放疗明显增加食管癌细胞株内的ROS水平。应用XF Extracellular Flux Analyzer检测细胞内氧消耗率发现,用DADA处理后,Eca-109与TE-13的氧消耗率明显增加,细胞内的氧化磷酸化水平升高。[结论]DADA可调控细胞的代谢重编程,增加细胞的氧化磷酸化,增强细胞内ROS水平,达到放疗增敏效果。
【学位授予单位】：南京医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R735.1

【参考文献】

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1 郑杰;;肿瘤生长的能量代谢特点及其临床应用[J];中国细胞生物学学报;2011年10期

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本文编号：1298590