线粒体F1Fo ATP酶抑制因子调节非小细胞肺癌辐射敏感性的机制研究

发布时间：2021-09-04 01:52

　　肺癌是全球范围内高发的癌症类型,由肺癌导致的死亡病例已成为癌症死亡的主要原因。近年肺癌的发病在发展中国家越来越普遍,女性肺癌患者的数目显著提升,男性中肺癌仍然是发病率最高的癌症。根据组织与临床学特征,肺癌可分为两大类:小细胞肺癌与非小细胞肺癌,非小细胞肺癌占所有肺癌的75%以上。放射治疗是目前公认的治疗恶性肿瘤的有效方法,局部晚期肺癌患者非常适合接受放射治疗,然而,长期生存率仍然很低,患者5年生存率约为5-25%。随着基础研究的不断深入,放疗技术的日益进步,越来越多的方法被用于提高放射治疗的效果,其中药物联合放射治疗实现了放射协同效应,可通过抑制辐射损伤修复、抑制增殖、增加凋亡和加强氧化等多种机制使肿瘤细胞对射线更加敏感。F1Fo ATP酶在正常生理下利用线粒体跨膜电势催化ATP合成,在特殊的条件下（缺氧或缺血）,可发挥ATP水解酶的作用,同时恢复线粒体膜电势。小分子BTB06584（BTB）与内源性的ATP酶抑制因子1（IF1）都是选择性抑制F1Fo ATP酶水解ATP,而不影响F1Fo ATP酶合成ATP的抑制剂。本论文主要研究了这两种抑制剂对辐射敏感性的影响及机制。首先在模式动物... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)甘肃省

【文章页数】：116 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 肺癌的放射治疗进展
        1.1.1 肺癌放疗的优势与风险
        1.1.2 现代化的肺癌放疗手段
    1.2 辐射敏感性与线粒体
        1.2.1 肺癌的辐射敏感性
        1.2.2 线粒体辐射生物学效应
        1.2.3 线粒体DNA与辐射敏感性
        1.2.4 线粒体能量代谢与辐射敏感性
        1.2.5 线粒体氧化还原平衡与辐射敏感性
        1.2.6 线粒体途径的细胞凋亡与辐射敏感性
    1.3 F1Fo ATP酶
        1.3.1 F1Fo ATP酶的结构
        1.3.2 F1Fo ATP酶“分子马达”的动力学基础
        1.3.3 F1Fo ATP酶的合成与分解
        1.3.4 线粒体膜电势与F1Fo ATP酶的功能转换
        1.3.5 F1Fo ATP酶与肿瘤
    1.4 F1Fo ATP酶的抑制因子
        1.4.1 非选择性抑制剂
        1.4.2 选择性抑制剂
    1.5 本文的研究目的及拟解决的问题
第2章 电离辐射对斑马鱼胚胎F1Fo-ATP酶的影响
    2.1 研究背景
    2.2 实验材料与方法
        2.2.1 实验药品与试剂
        2.2.2 仪器设备
        2.2.3 斑马鱼的来源与饲养
        2.2.4 斑马鱼胚胎获得
        2.2.5 三种类型电离辐射照射斑马鱼胚胎
        2.2.6 斑马鱼胚胎死亡率、孵化率、心率、畸形率的检测及照片采集
        2.2.7 斑马鱼胚胎mRNA的提取与逆转录为cDNA
        2.2.8 q-PCR检测斑马鱼线粒体功能基因的表达
        2.2.9 斑马鱼胚胎ATP含量检测
        2.2.10 斑马鱼胚胎ATP5α1 基因的原位杂交
        2.2.11 统计学分析
    2.3 实验结果
        2.3.1 三种电离辐射对斑马鱼死亡率的影响
        2.3.2 三种电离辐射对斑马鱼线粒体功能相关基因表达的影响
        2.3.3 X射线辐射后斑马鱼ATP5α1 基因表达的时空特异性
        2.3.4 BTB与寡霉素对斑马鱼胚胎ATP含量的影响
        2.3.5 BTB或寡霉素与三种射线联合作用对斑马鱼存活率与孵化率的影响
        2.3.6 BTB或寡霉素与三种射线联合作用对斑马鱼ATP含量的影响
    2.4 讨论
第3章 BTB提高非小细胞肺癌的辐射敏感性
    3.1 研究背景
    3.2 实验材料与方法
        3.2.1 试验药品与试剂
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 细胞培养
        3.2.4 辐照与药物处理
        3.2.5 细胞增殖分析
        3.2.6 线粒体膜电势检测
        3.2.7 克隆形成分析
        3.2.8 Western Blot蛋白印迹
        3.2.9 qPCR检测
        3.2.10 F1FoATP酶活性检测
        3.2.11 流式细胞仪检测细胞凋亡
        3.2.12 数据统计分析
    3.3 实验结果
        3.3.1 非小细胞肺癌同时存在两种的能量代谢途径
        3.3.2 BTB的最佳处理浓度及抑制效果
        3.3.3 BTB提高非小细胞肺癌的辐射敏感性
        3.3.4 辐射诱导非小细胞肺癌F1FoATP酶 ATP水解活性
        3.3.5 X线照射联合BTB可导致线粒体膜电位(ΔΨm)去极化
        3.3.6 X线照射联合BTB诱导更严重的细胞凋亡
    3.4 讨论
第4章 IF1 诱导辐射后线粒体自噬
    4.1 前言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 试验药品与试剂
        4.2.2 实验仪器
        4.2.3 细胞培养
        4.2.4 辐射条件
        4.2.5 shRNA稳定敲低细胞系的建立
        4.2.6 划痕实验
        4.2.7 RNA提取与反转录为c DNA
        4.2.8 qPCR
        4.2.9 Western Blot
        4.2.10 免疫荧光双染
        4.2.11 活性氧检测
        4.2.12 细胞自噬检测
        4.2.13 数据统计分析
    4.3 实验结果
        4.3.1 电离辐射后IF1 的动力学表达变化
        4.3.2 电离辐射诱导线粒体自噬
        4.3.3 IF1 敲低后的细胞生理特征
        4.3.4 IF1 敲低的功能验证
        4.3.5 IF1 敲低抑制电离辐射诱导线粒体自噬
        4.3.6 IF1 敲低提高辐射敏感性
    4.4 讨论
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]重离子照射肿瘤细胞的相对生物学效应值[J]. 郭传玲,王菊芳,金晓东,荆西刚,李仁民,李文建.  辐射研究与辐射工艺学报. 2007(01)



本文编号：3382316