AMPK介导自噬在急性放射性皮炎防治中的作用与机制研究

Radiation dermatitis, are common side effects of radiation cancer therapy. The possible underlying mechanism is considered to be over production of reactive oxygen species in basal keratinocytes in the skin, which cause DNA damage, promote apoptosis and necrosis, and induced the secretion of inflammatory cytokines. Autophagy is a catabolic process by which cellular proteins, cytoplasm, and organelles are captured and targeted for proteolytic degradation in lysosomes.Thus autophagy was considered to be a self-protective processes under stress. In our previous study, we found that UVB induces autophagy through AMPK in HaCaT and NHEK cells, and that AMPK deletion in MEF cells enhances UVB-induced apoptosis. Similar results were observed in clinical electron beam irradiated skin cells. AMPK-mediated autophagy protects cells from UVB-induced apoptosis. Thus we will irradiate HaCaT and NHEK cells with electron beam, modulate autophagy and AMPK using knockdown and biochemical modulators, use tandem mRFP-EGFP-LC3 autophagic flux assay for analyzing autophagic flux, flow cytometry for apoptosis, real-time RT-PCR and Western Blot assay to elucidate the molecular regulators. These findings will elucidate the role of AMPK-mediated autophagy in radiation induced skin cell damage. Also we developed a rat model of acute radiation-induced dermatitis. We will use the AMPK activator to test the protective effect and the role of autophagy in radiation dermatitis. This knowledge can be used to develop better strategies to prevent radiation dermatitis.

急性放射性皮炎是放射治疗常见的副反应，约有95%接受放射治疗的患者会发生轻度到重度的放射性皮炎，寻找减轻放射皮肤损伤的途径对于提高放疗疗效和患者生活质量具有重要意义。自噬被认为是细胞在外界刺激下维持自身稳态的过程，我们研究发现，紫外线照射HaCaT和NHEK细胞及小鼠皮肤后激活细胞内AMPK通路，诱导了细胞自噬，且抑制自噬后凋亡增加，在电子线照射的皮肤细胞，同样发现AMPK通路及自噬激活，基于此，本研究通过电子线照射皮肤细胞系，自噬激动剂、抑制剂及质粒转染对细胞进行干预，mRFP-GFP-LC3 双荧光法检测自噬流，流式检测凋亡，RT-PCR 和Western方法在mRNA和蛋白水平检测相关分子调控，阐明AMPK介导的自噬在皮肤细胞损伤中的作用，并通过构建急性放射性皮炎大鼠模型，验证增加自噬对放射性皮肤损伤的保护作用，为临床急性放射性皮炎防治提供新的思路。

放疗是恶性肿瘤的一种常用治疗手段，约95%接受放射治疗的患者会出现轻度至重度的急性放射性皮炎，故探索减轻放射性皮肤损伤的途径对于保证肿瘤患者放疗疗效和提高生活质量具有重要的临床意义。自噬是一种细胞应激保护机制,可以清除细胞内因饥饿、电离辐射、细胞毒性物质而受损的大分子或线粒体，阻断线粒体的凋亡信号级联传导，也是细胞消除辐射损伤产生辐射耐受的一条重要途径。我们前期工作中发现，紫外线照射皮肤细胞系及小鼠皮肤后，激活AMPK通路诱导了细胞自噬，因此本课题我们继续研究AMPK介导的自噬对电子线照射后的皮肤损伤的保护作用。. 主要研究内容包括：（1）通过人皮肤细胞系HaCaT及NHEK研究，AMPK介导的自噬对照射后细胞凋亡的作用，及对照射后细胞炎症因子作用。（2）通过构建大鼠皮肤急性放射性皮炎模型，体内实验进一步验证AMPK介导的自噬对急性性皮炎的保护作用。. 主要研究结果包括：（1）β射线辐射通过AMPK通路诱导了自噬。（2）增加自噬抑制了射线诱导的上皮细胞凋亡。（3）增加自噬减少照射后细胞炎症因子的表达。（4）AMPK介导的自噬降低了照射后大鼠急性放射性皮炎的发生率。 . 本研究通过对MPK介导的自噬对皮肤放射损伤保护作用的研究，提示我们可以通过增加自噬减轻急性放射性皮炎，通过研究多因素间的相互作用研究，为临床急性放射性皮肤损伤的防治提出新的思路和策略，具有重要的意义。