Notch/Hes1信号介导脑肿瘤干细胞辐射抵抗的分子机制研究

近年发现脑胶质瘤中存在肿瘤干细胞，它们是导致放疗后肿瘤未控、复发的主要根源。肿瘤干细胞具有辐射抵抗（耐受）特性，但其分子机制尚不清楚。结合前期研究和文献线索，我们提出"Notch/Hes1信号介导脑肿瘤干细胞辐射抵抗"的设想，推测该信号通过促进干细胞增殖、抑制凋亡等途径，参与脑胶质瘤的辐射耐受，该问题是探索"靶向肿瘤干细胞"治疗、提高胶质瘤放疗疗效的突破口。.拟应用CD133免疫标记和流式细胞术，从C6胶质瘤细胞系和人恶性胶质瘤组织中分选肿瘤干细胞，进行细胞培养和荷瘤动物实验，研究：1）Notch/Hes1分子在 肿瘤干细胞的定位与高表达特点；2）该信号对辐射后干细胞生存、增殖和克隆形成的促进作用，对辐射所致细胞凋亡和H2AX磷酸化（反映DNA双链断裂）的抑制作用；3）阻断该信号途径对荷瘤动物的辐射增敏效应等问题，阐明Notch/Hes1信号介导脑肿瘤干细胞辐射抵抗的作用与机制。

脑胶质瘤是严重危害人体健康的高发性颅内肿瘤，其浸润性生长导致手术难以切除干净，临床常规需要放射治疗，肿瘤辐射抵抗使放疗的肿瘤未控和复发率很高，研究阐明胶质瘤辐射抵抗的分子机制，对于提升胶质瘤治疗水平具有重要价值。本项目提出“Notch/Hes1信号作为重要细胞转录调控分子，可能通过促进肿瘤干细胞的细胞增殖、减少凋亡等途径、参与胶质瘤的辐射耐受或辐射抵抗效应”的研究假说。应用肿瘤干细胞的克隆培养、CD133免疫标记、免疫细胞化学、Western blot、流式细胞检测分析等技术，观察电离辐射对肿瘤干细胞生存、增殖、凋亡、及其Notch/Hes1信号途径参与作用问题。研究获得的主要结果：1）成功地从C6胶质瘤细胞株获取并培养成功肿瘤干细胞克隆；2）确定Notch信号途径分子Hes1，5，6在胶质瘤干细胞的阳性定位表达；3）不同剂量电离辐照后胶质肿瘤干细胞的细胞生存与凋亡特征；4）胶质瘤干细胞Notch信号下游分子Hes1，5，6表达对不同剂量电离辐照的反应；5）Notch信号抑制剂对胶质瘤干细胞的细胞生长、分裂增殖、细胞分化、功能特性等具有明显干预效应。综合分析，初步明确Notch/Hes1信号途径参与肿瘤干细胞辐射反应的作用。研究结果为深入认识胶质瘤的病理发展机制、进一步探索“靶向肿瘤干细胞”的临床治疗方法提供了新的实验依据。发表论文5篇、培养研究生4名、获得一项新的国家自然科学基金面上项目资助。