同源重组修复蛋白RAD51在小檗碱对食管癌放射增敏中的作用及机制研究

Radiation resistance following radiotherapy in ESCC patients represents a big obstacle in cancer treatment. Therefore, development of agents that confer cancer cell-specific radiosensitivity is one of the major medical challenges. Our previous study showed that berberine at low concentrations can confer radiosensitivity to esophageal cancer cells, but not to normal human fibroblasts. This radiosensitizing effect of berberine is caused by the downregulation of RAD51, a key player in homologous recombination repair. However, the mechanisms underlying the downregulation of RAD51 remain unclear. We propose to study the mechanisms by which berberine downregulates RAD51, the fates of cells that receive combined treatment of berberine and IR, and the factors that modulate the death pathways of cells. We will validate the radiosensitizing effect of berberine on esophageal squamous cell carcinomas and characterize the mechanisms involved in vivo. Our study will provide further support for the use of berberine as an adjuvant in cancer radiation therapy.

食管癌患者对放射线中度敏感或者取得疗效后出现射线抗拒性是临床治疗的巨大障碍。因此，寻找有效的放射增敏剂是目前食管癌放射生物学研究亟待解决的热点问题。申请人前期研究发现小檗碱对食管癌细胞具有显著的特异性放射增敏作用，与其抑制DSB损伤修复关键蛋白RAD51表达以及诱导衰老相关，但具体机制仍不清楚。本课题拟在此基础上，进一步探讨小檗碱调控DSB损伤修复关键蛋白RAD51的分子机制；确定小檗碱联合放射后细胞的死亡方式，并深入探讨其通过何种途径改变细胞命运；结合RNAi技术研究RAD51蛋白在放射后细胞死亡中的作用，以及它在细胞死亡相关信号传导通路中的上下游关系，最后应用动物模型，确证小檗碱对食管癌的放射增敏作用，并阐明其增敏机制，为小檗碱作为特异性的放疗增敏剂在肿瘤治疗中的应用、增敏药物靶点的创新研究奠定坚实的理论依据。

实验研究表明已在我国临床应用很长时间的中草药成分小檗碱具有抗肿瘤等多种药理活性，加上其毒副作用小、价格便宜等优点逐渐受到研究者的重视和关注，其抗肿瘤机制尚不完全清楚。利用现代科学技术对中药有效成分进行分子机理研究，为推动中药的应用提供有价值的理论和实验证据，对中医药的发展具有重要的科学意义。项目自2013年利用肿瘤细胞系研究小檗碱抗肿瘤的作用效应及机制，探讨小檗碱作为低毒、特异性放疗增敏剂联合放射后细胞的死亡方式，并研究了其对药物靶点的分子作用机制，发现小檗碱联合射线处理肿瘤细胞，可以通过抑制MEK-ERK信号通路，从而诱导肿瘤细胞衰老而死亡。而且小檗碱通过蛋白酶体降解RAD51蛋白的表达水平，根据目前的研究资料，我们提出CBLB有可能是小檗碱降解RNA51蛋白的E3泛素连接酶。项目研究结果为进一步探讨小檗碱生物学效应的分子机制提供了一定的指导意义。