原花青素在肺癌放疗中的双向作用及机制研究

As a serious complication of radiotherapy, radiation injury on lung tissues could limit the application and delivery of radiation doses, which also reduces the therapeutic effect. However, there is no safe and effective drug for alleviating radiation damage on lung tissues. Nowadays, glucocorticoid is used to control severe symptoms of radiation pulmonitis, while it has no effect on lung fibrosis in the latter period. Recent studies have demonstrated that proanthocyanidins could protect normal lung tissues against radiation damage, and also exerted inhibitory roles in tumor proliferation. We hypothesized that proanthocyanidins could exert as a radioprotector which protects normal tissue from radiation damage when radiotherapy is delivered to chest tumors. Our previous data showed that proanthocyanidins obviously alleviated radiation damage on lung tissues, meanwhile the tumor growth was strongly inhibited. Preliminary experiment results also indicate that the Bidirectional Function mechanism may be related with radiotherapy synergistic killing by HR repair pathways play, and radioprotective effect in normal tissuey by scavenging cytotoxic oxygen free radicals. This study is aimed to clarify the radioprotective role of proanthocyanidins in normal tissues and also the radiosensitizing role in tumor growth, and to uncover the difference in mechanism between normal tissues and tumor. This will provide important experimental evidence for the application of proanthocyanidins as an effective protector against radiation damage on lung tissues during radiotherapy.

放射性肺损伤是胸部肿瘤放疗常见的严重并发症和剂量限制因素, 放射性肺损伤的发生也严重限制靶区放疗剂量的选择，降低了放疗效果。目前放射性肺损伤尚无有效防护和治疗药物，临床上主要用糖皮质激素控制放射性肺炎急性期症状，但它对晚期的肺纤维化没有明确疗效。目前的研究已经证明原花青素具有放射性损伤防护作用，又具有抑制肺癌、乳腺癌等胸部肿瘤增殖作用。理论上推测原花青素可以用做胸部肿瘤放疗用药：即起到肿瘤组织辐照杀伤协同又有对正常肺放射性损伤防护的双向作用。我们的在肺部荷瘤小鼠辐照模型的前期研究初步证实了这种双向作用，预实验结果还提示其双向作用机制可能与原花青素通过HR修复通路发挥放疗杀伤协同，而通过清除细胞毒性自由基、抗氧化而保护正常组织辐射损伤有关。本课题拟明确原花青素对胸部肿瘤放疗双向作用，并对肿瘤和正常组织作用差异机制进行初步研究。这将为原花青素作为胸部肿瘤放疗用药的应用研究奠定重要实验基础。

放疗在肺癌的早期及晚期治疗中有着重要的作用，但是放疗在通过射线杀死肿瘤的同时，不可避免的对放射野内正常肺组织产生不必要的损伤，导致放射性肺炎的产生。目前，针对临床放射性肺炎的治疗主要是通过给予糖皮质激素缓解病人症状，副作用很大。因此，我们研究的目的是为了找出一种在放疗中既能保护正常肺组织又能增强肿瘤治疗的药物。. 我们首先探讨了原花青素在细胞作用中的研究，其次建立了小鼠原位肺癌荷瘤模型，研究了原花青素能够抑制小鼠肿瘤的生长、转移，炎症反应、免疫平衡等；最后从EMT、MARK通路、Sirt6等途径探讨了原花青素对肺癌的放射增敏作用及对正常组织的辐射防护作用。另一方面我们探讨了虎杖苷对放射性肺损伤的防护作用及机制。.结果发现，原花青素在肺正常细胞及肿瘤细胞放疗中的双向作用。原花青素减少小鼠及人的正常肺上皮细胞照射后的凋亡；但对肺癌细胞具有辐射增敏作用。其次我们成功建立小鼠原位肺癌荷瘤模型及肺部局部放射模型，发现原花青素对小鼠具有显著的放疗增敏作用；在小鼠正常肺组织内， p53表达量明显降低；在肿瘤组织内，而原花青素加照射组与单纯照射组相比，p53表达量明显升高。机制研究发现，在人肺癌细胞中，原花青素明显提高照射后p-JNK蛋白的表达；在人正常肺上皮细胞中，原花青素可以明显抑制MAPK的激活增高。.另外，我们探讨了虎杖苷对放射性肺损伤的防护作用，发现在肺组织受照早期和晚期，其均表现出明显的炎症抑制、纤维素渗出抑制作用；免疫荧光与Western Blot结果显示，虎杖苷对于电离辐射诱导的EMT有明显的抑制作用。其机制与抗氧化能力和对Sirt3、Sirt6的激动作用有关。. 综上，本研究发现了原花青素对肺癌的放疗增敏作用，而对正常肺组织有很好的辐射防护作用，机制研究发现，其辐射防护作用主要与清除自由基有关，而对肺癌的放疗增敏作用主要依赖于对MAPK及Sirt6的激活。下一步我们将继续深入探讨原花青素导致“双向”作用的分子机制，为原花青素成为临床可用的放疗增敏和辐射防护药物提供数据支撑。