放射诱导卵巢癌非肿瘤干细胞（NSCCs）可塑性变化机制研究

Radiotherapy is one of the three major cancer therapeutics. However studies have shown that in addition to killing cancer cells, radiation therapy transforms non-stem cancer cells (NSCCs) into cancer stem cells through dedifferentiation. The NSCCs plasticity (ability to de-differentiate) has been suggested to play a major role in tumor recurrence. In this study, we are planning to use established ovarian cancer cell lines as a models to investigate the possible effect of radiation on the dedifferentiation of NSCCs. Several studies have established cell surface markers and gene expression profiles for ovarian cancer cell stem cell/ side population (SP). We would use florescence assisted cell sorting (FACS) to isolate NSCC population from heterogeneous cancer cells and irradiate them with X-ray and γ-radiation. Based on gene signatures and cell surface markers the efficiency as well as the change in distribution of the SP cells post irradiation would be determined. A detailed study on the stemness genes expression patterns along with characterization of proliferation, motility and cytokines expression patterns of the newly formed SP cells would further indicates the aggressiveness of the dedifferentiated population. Furthermore standard chemotherapeutics would be used to check for increased resistance of the SP cells to neoplastic drugs. The purpose of this study is to discuss the relationship between radiation and NSCCs dedifferentiation, which could provide evidence in developing new strategies for utilizing radiotherapy in cancer treatment.

放射治疗是癌症三大治疗手段之一，但有研究报道放疗在部分杀死癌细胞同时，会诱导非肿瘤干细胞转化为肿瘤干细胞，导致肿瘤复发。非肿瘤干细胞去分化，即可塑性，在非肿瘤干细胞转化为肿瘤干细胞的过程中起到重要作用。本研究拟以卵巢癌细胞系为对象，在调查卵巢癌细胞系肿瘤干细胞/侧群细胞分布、优化标记蛋白组合检测标准和干性（stemness）基因表达模式的基础上，利用流式细胞分析术比较不同辐射源（X射线和γ射线）的辐照效应以及卵巢癌细胞系照射前后侧群细胞的比例变化；通过检测新生侧群细胞生长、抗药性、转移和干性基因表达水平，探明侧群细胞是否具备肿瘤干细胞的特性。本研究旨在探明射线对非肿瘤干细胞可塑性的影响以及诱导非肿瘤干细胞转化为肿瘤干细胞的可能性，为放疗在癌症治疗中的应用策略提供依据。

放射治疗作为治疗癌症的三大方法之一，应用于不少于60%的癌症病人治疗过程中。随着放射治疗的步步升级，不同的放射源和放射方法对于癌症治疗效率的提高有目共睹。然而对于放疗产生的二次肿瘤机理的研究并不明朗。因此本项目选择针对卵巢癌和肺癌细胞系，探讨辐射是否改变肿瘤侧群细胞分布，以及不同的辐射源、辐射方法对于侧群细胞分布的影响。旨在进一步理解放疗对肿瘤细胞发生二次癌变的可能性。本项目通过比较卵巢癌、肺癌细胞于正常卵巢细胞、支气管上皮细胞在经过X射线、伽马射线、alpha粒子等不同辐射源后，比较具有癌症干细胞特性的侧群细胞分布比例的变化，试图总结辐射源、辐射方法对于癌症干细胞的影响，并且通过机理研究找出产生此变化的重要激酶蛋白，为放疗提供有效的靶向蛋白。本项目研究表明，在卵巢癌、肺癌细胞系中存在侧群细胞分布，并且侧群细胞比例经过辐射后会有不同程度的增加。而正常细胞对照中侧群细胞分布并没有显著增加。并且研究表明alpha粒子辐照后侧群细胞分布变化更为显著。而激酶蛋白AMPK和Pim1均在侧群细胞分布变化中起重要作用。本项目研究发现对于卵巢癌、肺癌病发机理以及放射治疗在治疗卵巢癌、肺癌中可能诱发的二次肿瘤有着重大的意义。发现侧群细胞分布比例直接受辐射条件的调控，为避免放疗中二次肿瘤的产生提供机理依据。