不同胶质瘤细胞辐射后基因组学分析及自噬与凋亡相互作用分子机制研究

发布时间：2018-03-22 18:09

  本文选题：辐射　切入点：胶质瘤　出处：《北京理工大学》2014年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：神经胶质瘤具有抗辐射的性质，放疗后的患者易发生肿瘤复发与侵润，致使胶质瘤治疗成为一直研究但迫切需要解决的难题。辐射抗性与神经胶质瘤源于脑内胶质细胞，与血脑屏障的存在直接相关。首先，神经胶质瘤源于胶质细胞的突变，具有神经胶质细胞的特性，所以与其它组织内的肿瘤明显不同；其次，血脑屏障的存在阻断了免疫细胞的侵入及化疗小分子的进入，使放疗成为胶质瘤患者最直接的治疗方式。这种特性使治疗方案选择不同于其它类肿瘤的治疗。所以针对胶质瘤的辐射治疗现状，通常选择合理的治疗方式增加胶质瘤细胞的死亡的同时，更要考虑降低对正常组织的损伤，延长胶质瘤患者的存活率及存活时间。本文选择不同辐射耐受性的人胶质瘤细胞，进行辐射抗性机制的研究，并针对不同辐射耐受性的胶质瘤细胞进行了比较。 首先，不同胶质瘤细胞辐射后全基因组比较发现，辐射敏感性是DNA修复，细胞周期及DNA复制相关蛋白的相互作用的结果，并且细胞数目决定因素为细胞死亡方式——凋亡及坏死。在辐射抗性细胞U87中，，DNA修复的存在及完整的细胞周期调控机制引起了细胞的辐射耐受性；SF767细胞辐射后DNA复制的缺失及细胞周期调控方式的改变引起细胞的辐射后大量细胞凋亡；而U251辐射后，DNA修复机制降低的趋势引起细胞辐射耐受性降低，但细胞周期调控机制的完善阻止了细胞的凋亡，因此辐射后细胞出现增殖减缓，长时间维持细胞数目恒定。 其次，通过与细胞数目维持相关的凋亡基因的分析发现促凋亡基因的活化在U251细胞发生时间早于U87及SF767胶质瘤细胞，而抑制凋亡基因却发生在辐射后晚期。相反，U87及SF767胶质瘤细胞的促凋亡基因与抑制凋亡基因同时发生，都发生于晚期。对促凋亡基因的转录调控进一步分析发现，U251及U87胶质瘤细胞基因的转录与P53转录因子蛋白调控直接相关。这促使我们对三种胶质瘤细胞辐射后P53作为转录因子的基因调控机制进行深入的研究。结果表明P53蛋白作为转录因子在3种胶质瘤细胞辐射后调控受启动子区域碱基序列及与P53转录复合体相关蛋白的表达水平两种因素的调控，并且推测正因为P53作为转录因子在3种胶质瘤细胞中的差异决定了3种胶质瘤细胞辐射敏感性的差异。具体表现为：（1）U87胶质瘤细胞辐射后P53作为转录因子调控细胞的凋亡，同时调控细胞周期阻滞，为DNA修复提供了时间。但同时P53转录因子MDM2等起到了P53水平的反调控，引起了阻滞时间的控制，抑制了长时间的阻滞导致细胞进入死亡及衰老；（2）U251细胞因为P53基因突变，辐射后P53水平的上调及降解机制的缺失引起P53蛋白表达水平大量提高，进而引起促凋亡基因的高表达及表达时间的提前。同时，P53作为转录因子对细胞周期相关基因的转录调控促使细胞长时间的周期阻滞，进而细胞进入衰老；（3）辐射敏感细胞SF767在辐射后P53的表达水平并未发生明显的变化，使P53作为转录因子的调控基因水平并未发生明显的变化，而导致细胞发生凋亡现象。此外， U251细胞辐射后组成蛋白表达水平并未发生明显变化使其转录数目明显低于发生明显变化的U87胶质瘤细胞，原因可能归结于辐射后两种细胞存在P53转录复合体组成蛋白的表达水平的区别，进而引起P53转录的基因数存在显著差异。 最后，为了增加胶质瘤细胞辐射敏感性，我们研究了与错误折叠蛋白聚集及DNA损伤相关的自噬与凋亡在辐射后的联系。不同的胶质瘤细胞辐射后同时存在死亡受体DR5调控途径基因的富集，同时不同的胶质瘤细胞自噬发生的强度存在明显的区别，通过对自噬相关蛋白的研究发现P62蛋白在不同胶质瘤细胞的自噬程度的强弱方面发挥了重要作用，并且自噬发生的调控蛋白mTOR对自噬具有抑制功能，这除与ATG13-ATG1-ULK1复合体的抑制作用相关联，还与P62蛋白降解途径的抑制有关。此外，研究结果表明自噬在胶质瘤细胞辐射后通过LC3B对凋亡蛋白caspase8的活性具有促进作用，并且是通过对DR5的影响促进凋亡的发生，二者相互作用的调控网络在原代细胞也得到验证，对胶质瘤的肿瘤联合治疗策略提供了作用靶点。 综上，本论文通过对不同胶质瘤细胞辐射敏感性机制及自噬促凋亡机制进行了深入研究。发现不同的胶质瘤细胞辐射抗性的调控存在重大差别，P53调控的转录途径及自噬对凋亡的影响都可以作为临床治疗深入探讨的方向。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R739.41

【共引文献】

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本文编号：1649791