新型辐射诱导基因FHL家族介导的抗辐射功能及机制研究

放疗是经典抗肿瘤治疗方法之一，但肿瘤细胞的辐射抵抗性是目前需克服的问题。将放疗和基因治疗有机结合起来的辐射基因治疗可进一步提高放疗或基因治疗的疗效。因此，挖掘参与电离辐射相关基因，阐明这些基因的诱导机制及其与肿瘤辐射敏感性的关系，对于提高肿瘤患者放疗疗效和延长患者生命具有重大意义。本实验室在研究雌激素信号转导过程中发现一组新型辐射诱导基因FHL家族，本申请拟进一步研究FHL家族的辐射诱导机制及其与肿瘤辐射敏感性的关系。利用分子生物学技术分离和鉴定辐射诱导的FHL启动子；建立细胞内过量表达和小分子干扰RNA（siRNA）抑制表达FHL家族的肿瘤细胞系，利用Western blot、免疫共沉淀、辐射细胞生物学效应检测等技术确定FHL家族与肿瘤细胞辐射敏感性的关系及其分子机理，为更好地实施肿瘤放疗和辐射基因治疗提供重要的理论依据和潜在的分子靶标。

放疗是经典抗肿瘤治疗方法之一，但肿瘤细胞的辐射抵抗性是目前需克服的问题。因此，挖掘参与电离辐射相关基因，阐明这些基因的诱导机制及其与肿瘤辐射敏感性的关系，对于提高肿瘤患者放疗疗效和延长患者生命具有重大意义。本课题在研究雌激素信号通路中发现一组新型辐射诱导基因FHL家族。首先，在多种细胞系中验证了FHL家族基因在转录和蛋白水平上能够被辐射所诱导，且其辐射诱导性呈现时间与剂量效应。接下来，利用荧光素酶报告基因系统分离并确定了在辐射条件下FHL1对辐射应答的最小启动子，并进一步利用染色质免疫共沉淀技术验证确定了调控FHL1的启动子转录活性的转录因子sp1，且照射能够增强转录因子与启动子结合。利用克隆形成实验和流式细胞技术，证实了FHLs在肿瘤细胞中的过量表达有利于辐射条件下细胞的存活，并能够增加细胞的G2/M期阻滞，且电离辐射能够加重这种阻滞。利用表达辐射关键因子野生型和缺陷型的细胞株，检测并比较电离辐射对FHL1基因表达的影响。结果显示，FHL1的辐射诱导性依赖于sp1，而不依赖于ATM、p53、BRCA-1。为了进一步确定FHLs在电离辐射中发挥功能的分子机制，我们筛选FHLs调控的电离辐射信号通路中的检查点蛋白，结果表明，过表达FHLs能够明显地增加CDC25C S216的磷酸化水平。进一步研究发现，FHLs与CDC25C在体内、体外均具有相互作用，且照射增加这种相互作用。激酶实验结果显示，FHLs通过调控CHK2激酶活性调节CDC25C的磷酸化水平。利用免疫共沉淀技术检测发现，在转染FHL1后，cyclinB1与CDC2的结合明显减弱，照射之后，这种影响则更加明显。综上，本研究开展了从雌激素信号通路的调节因子中寻找辐射应答基因的研究，并发现了该通路中的调节因子FHLs基因是一组新的辐射应答基因以及辐射抵抗基因，这为发现新的辐射相关基因开辟了新思路;成功分离了辐射诱导的FHL1最小启动子，这为肿瘤辐射基因治疗提供新的候选启动子；阐明FHLs与肿瘤细胞辐射敏感性的关系及其分子机制，将为更好地完善电离辐射信号通路以及实施肿瘤放疗提供重要的理论依据和新的潜在的分子靶标。另外，本课题首次发现含有LIM结构域的蛋白在电离辐射中发挥一定的功能，有望成为继BRCT、FHA等结构域之后发现的新一类具有DNA损伤修复功能的特征性结构域。