辐射诱发三维尺度旁效应信号传递与一氧化碳的调控关系

癌症放疗技术的快速发展，可以尽量避免正常组织受到照射或减少受照射剂量。放疗长期生存者中，照射区域外原发性辐射诱导二次癌症的发生，是生存者的健康大敌。辐射旁效应被认为和这种二次癌症的发生密切相关。细胞受到辐射后会释放出旁效应信号，传递到附近及很远距离，导致细胞增殖、遗传物质损伤和基因突变等直至肿瘤形成。CO（低浓度）是机体内重要信号调控分子，有着广阔的临床使用价值。旁效应传递涉及的几个可能信号通路，在其他研究中均已被证实可被CO调控。申请人前期研究证实二维培养细胞中，低浓度CO可以很好保护旁细胞不受损伤信号影响。旁效应在二维培养细胞和三维组织中的传递存在很多不同之处，三维组织更接近于正常生理状况。本申请将采用三维培养细胞团簇和人工构建皮肤组织模型，研究低浓度CO对旁效应在三维尺度的调控作用和规律，及相关机理，为CO用于临床放疗中保护未受辐射组织，防范相关二次癌症发生，提供理论依据和指导。

放疗长期生存者中，照射区域外原发性辐射诱导二次癌症的发生，是生存者的健康大敌。辐射旁效应被认为和这种二次癌症的发生密切相关。细胞受到辐射后会释放出旁效应信号，传递到附近及很远距离，导致细胞增殖、遗传物质损伤和基因突变等直至肿瘤形成。一氧化碳（低浓度）是机体内重要信号调控分子，有着广阔的临床使用价值。旁效应传递涉及的几个可能信号通路，在其他研究中均已被证实可被一氧化碳调控。申请人前期研究证实二维培养细胞中，低浓度一氧化碳可以很好保护旁细胞不受损伤信号影响。旁效应在二维培养细胞和三维组织中的传递存在很多不同之处，三维组织更接近于正常生理状况。. 受国家自然科学基金面上基金项目《辐射诱发三维尺度旁效应信号传递与一氧化碳的调控关系》资助，本人开展了低浓度一氧化碳对三维细胞模型中旁效应传递的调控研究。研究结果表明：低浓度一氧化碳对辐射旁效应的调控表现出浓度依赖性，30 µM CORM-2可以有效保护旁细胞，将其中的DNA双链断裂、微核和细胞增殖有效降低至本底水平；机理研究表明，低浓度一氧化碳通过显著降低旁效应信号通路中关键信号分子（iNOS和COX-2）的表达水平，调控辐射旁效应的传递。研究结果为一氧化碳的潜在临床应用提供了实验依据和理论指导。. 受项目资助，发表三篇SCI论文于Mutation Research（Vol. 759, 9-15, 2014）, Cancer Letters（Vol.356, 137-144, 2015）和PLoS ONE（Vol.10, e0123316）。培养硕士研究生1名。