重离子束对肿瘤干细胞的致死效应研究

最新观点认为肿瘤干细胞是常规放射治疗后肿瘤复发的主要原因，而四个国家4千多例重离子束临床治疗结果显示重离子束治疗后肿瘤几乎不复发，因而研究重离子束对肿瘤干细胞的致死作用及其机理，不仅可以进一步证明重离子束治癌的优势、验证常规放疗后肿瘤复发是源自肿瘤干细胞的假设，而且可以在肿瘤干细胞等国际前沿研究领域体现国家大科学装置的先进性和重要性。我们以前期研究为基础，以肾癌干细胞和非肾癌干细胞为实验模型，以不同LET的碳离子束和常规x-射线为放射源，从动物（肿瘤控制率）、细胞（细胞存活率）、分子（自由基产额、DNA损伤修复和细胞周期调控等相关因子的表达）等不同层次，研究碳离子束对肿瘤干细胞的致死作用及其机理，以期获得肿瘤干细胞对常规辐射抗性而对重离子束敏感的实验证据，证明有关肿瘤干细胞导致放疗后肿瘤复发的假设；同时获得碳离子束杀灭肿瘤干细胞的最佳LET和有效剂量，为优化临床治疗方案提供参考。

6000多例重离子束临床治疗结果显示重离子束治疗后肿瘤几乎不复发，根据肿瘤干细胞假说可以推测重离子束对肿瘤干细胞具有致死效应，但相关研究极少。深入研究重离子束对肿瘤干细胞的致死作用及其机理，不仅可以进一步证明重离子束治癌的优势、验证常规放疗后肿瘤复发是源自肿瘤干细胞的假设，而且可以在肿瘤干细胞等国际前沿研究领域体现国家大科学装置的先进性和重要性。我们以神经胶质瘤干细胞和非干细胞为一对实验模型，从不同层次，研究碳离子束对肿瘤干细胞的致死作用及其机理，发现不论对于何种电离辐射，肿瘤干细胞的抗性都高于非干细胞；但是相对于X射线，碳离子束对肿瘤干细胞和非干细胞的杀灭作用都很强，诱导的DNA损伤不易修复，导致较高的基因组不稳定性。本项目已按期完成，达到了预订目标，获得了肿瘤干细胞对常规辐射抗性而对重离子束敏感的实验证据，证明了肿瘤干细胞导致放疗后肿瘤复发的假设。