Tat-Smac N7融合肽的肿瘤细胞辐射增敏机理研究

Smac是细胞内的促凋亡蛋白，其活性基团SmacN7是促凋亡功能的最小单位，只在受损细胞内发挥作用。肿瘤细胞内凋亡抑制蛋白(IAPs)的高表达会抑制细胞凋亡，降低肿瘤的辐射敏感性。Smac蛋白可以与IAP直接结合，解除其凋亡抑制功能，从而提高肿瘤的辐射敏感性，成为目前放射生物学的研究前沿方向。但是辐射耐受的肿瘤细胞内Smac蛋白呈低表达，且外源的smacN7不能进入细胞。因此，把SmacN7导入细胞，并明确其促凋亡机理，是本项目主要研究内容。人HIV-I的转录活化因子Tat蛋白是较早发现的细胞穿膜肽，我们拟把Tat蛋白中既有穿膜特性又无细胞毒性的最小片断Tat9肽与Smac N7连接成融合肽，探讨该融合肽进入细胞后对辐射诱导的细胞凋亡信号转导关键因子XIAP,caspase通路等的影响，阐明该融合肽的辐射增敏机理。本项目将对探索新的辐射增敏药物、提高放疗疗效具有很大的指导价值和现实意义。

肿瘤细胞的辐射耐受往往降低放疗疗效，明确肿瘤辐射耐受机制和寻求辐射增敏药物，是放射医学领域急需解决的课题之一。Smac模拟物目前是辐射增敏研究的热点。本项目完成了以Smac蛋白和凋亡抑制蛋白（IAPs）为靶点进行肿瘤的辐射增敏的研究，是目前国内外放射生物学和放射肿瘤学研究的前沿方向之一。肿瘤细胞内IAPs的高水平表达会抑制凋亡caspase，从而抑制辐射诱导的细胞凋亡，降低细胞对放疗的敏感性。Smac蛋白可以与IAP直接结合，解除其凋亡抑制功能。但是具有辐射抗性的细胞内Smac蛋白是低表达的，如果把外源的Smac蛋白导入肿瘤细胞内，将会有效增强辐射诱导的细胞凋亡作用。本项目发现ANTP-Smac N7融合蛋白对细胞凋亡信号转导关键因子XIAP的影响,发现其通过降低凋亡抑制蛋白家族成员XIAP ser87的磷酸化水平，进而抑制其活性，解除XIAP对Samc蛋白的抑制作用，进而促进caspase9,caspase3,caspase8等的活性，触发辐射诱导的细胞凋亡级联，阐明了ANTP-Smac N7促进辐射诱导细胞凋亡的机理。.我们也发现TAT-SmacN7，观察其对肿瘤细胞的辐射增敏作用，并探讨其辐射增敏机制。本研究证明了Tat-SmacN7促进辐射诱导的细胞凋亡是通过胞内的线粒体途径和死亡受体途径的信号级联来活化Caspase-3、8和9。并且进一步证明了Tat-SmacN7对辐射抗性细胞的辐射增敏作用是通过阻断XIAP和casepase9的结合，而使得caspase9活化，继而启动了细胞内的凋亡途径。本实验还表明Tat-SmacN7的放射增敏的机制主要是通过提高casepase的转录水平而增强其诱导凋亡的活性的。这一结论在本实验中通过加入caspase抑制剂Z-VAD即可阻止Tat-SmacN7的增敏作用也得以证实。因此，在两种类型的肿瘤细胞中，caspase活化在Tat-SmacN7提高辐射诱导的细胞凋亡中起着关键的作用。本研究结果还发现，Tat-SmacN7的辐射增敏并不影响XIAP蛋白的表达水平，这也能说明，Tat-SmacN7的辐射增敏只依赖于caspase的活化。.本研究为Smac模拟物为一种新型的肿瘤放疗增敏药物提供了科学的理论基础，对探索新的辐射增敏药物、提高放疗疗效具有很大的指导价值和现实意义。