外泌体—电离辐射诱导旁效应的另一种机制

采用条件培养液转移的方法,以微核形成和克隆形成为终点,检测X-射线在H460非小细胞肺癌细胞中诱导经培养液介导的旁效应;采用差速离心法从未受照射和受照H460细胞培养液中提取、纯化外泌体,用透射电镜观察其形态,激光粒度仪分析其粒径分布,并用Western blot检测其标志蛋白hsp90β的表达。通过荧光探针共定位实验观察外泌体进入接收细胞的情况,采用结晶紫实验检测外泌体对接收细胞增殖的影响。结果表明:X-射线可在H460细胞中诱导经培养液介导的旁效应,表现为旁效应细胞的微核增加和克隆存活率下降;未受照射和受照细胞均分泌外泌体,但不同条件下细胞分泌外泌体的尺寸分布不同;当将外泌体加入到接收细胞时,外泌体可能通过膜融合的方式很快进入接收细胞,进而促进接收细胞的增殖;受照射H460细胞分泌的外泌体不影响接收细胞的克隆存活率,但增加接收细胞的微核形成率,并且这种现象在用RNA酶处理外泌体后消失。以上结果表明,受照射H460细胞分泌的外泌体可能是介导电离辐射旁效应的机制之一,并且其中RNA可能是介导电离辐射诱导旁效应的一种重要信号分子。     

H1299旁效应细胞对X-射线辐射的适应性与TGF-β1通路相关

本研究探索辐射诱导人非小细胞肺癌H1299旁效应细胞的适应性反应及TGF-β1通路在其中的作用。采用培养液转移法得到辐射诱导的旁效应细胞,用克隆形成实验检测旁效应细胞受照射后的适应性反应,用Western Blotting检测旁效应细胞中SOD2的表达变化。结果发现:用条件培养液培养H1299旁效应细胞,并不影响细胞的克隆存活率;但是细胞经1 h和18 h未照射条件培养液培养后再接受2Gy的X-射线照射,其细胞存活率较培养于新鲜培养液的细胞受照后的存活率分别增加了12%和38%,经1 h和18 h照射条件培养液培养后的细胞再接受2Gy的X-射线照射,其细胞存活力在此基础上又分别增加了10%;当在照前用TGF-βR1抑制剂SB431542处理信号细胞后,旁效应细胞的适应性反应不再发生;而将SB431542直接加入条件培养液中,并未影响1 h条件培养液诱导的适应性,但是用含有SB431542的18 h未照射和照射条件培养液培养过的旁效应细胞经2 Gy照射后,其克隆存活率较未加SB431542组分别降低了28%和18%,18 h未照射和照射条件培养液组间差异却增大至24%;旁效应细胞经照射条件培养液培养3 h或5 h后其SOD2表达下降。以上结果表明经条件培养液培养后旁效应细胞对X-射线照射产生了适应性反应,照射条件培养液与未照射条件培养液相比,进一步增加了这种适应性,并且TGF-β1信号通路对该适应性有重要调控作用,而SOD2可能未参与这个过程。     

TGF-β1抑制剂增加H460肺癌细胞的放射敏感性

探索一种TGF-β1受体激酶的选择性抑制剂SB431542对H460非小细胞肺癌细胞的放射增敏作用及对其DNA损伤应答体系的干扰。采用克隆形成实验检测SB431542对H460细胞放射敏感性的影响;用移植瘤实验验证SB431542在体内对H460细胞的放射增敏作用;采用流式细胞术检测细胞周期分布和细胞凋亡;用免疫荧光检测53BP1 foci和磷酸化的DNA-PKcs foci。结果发现,SB431542可增加H460的放射敏感性。照射前用SB431542预处理H460细胞虽然快速启动了细胞的DNA损伤应答反应,但却抑制了DNA双链断裂的非同源末端链接修复,因此,导致细胞残留更多未修复的DNA双链断裂,从而产生更严重的细胞周期阻滞。研究还发现,这种增敏作用与细胞凋亡无关。体内移植瘤实验表明,与单独照射组相比,连续3次用SB431542联合5 Gy的X-射线处理明显在处理后第5~12 d之间降低了肿瘤的生长。这些结果显示,在照射前用SB431542抑制肿瘤细胞的TGF-β1通路,能降低其DNA损伤修复能力,改变细胞周期分布,降低细胞克隆形成能力,延缓肿瘤的生长,因此用SB431542抑制TGF-β1通路可作为一些类型肺癌病人放疗的有效辅助手段。