p53对低剂量辐射后细胞增殖的影响及其机制研究

Low dose radiation (LDR) induces hormesis, adaptive response in normal cells and may alleviate the radiation damage of sequential high dose radiation（HDR）. However, whether LDR stimulates the proliferation of carcinoma cells or not is still unconcluded. Especially, p53 gene mutation has often been found in carcinoma cells, which affects the biological behavior of those cells irradiated by LDR. Our previous study found that cells with different p53 genotypes were different in proliferation after irradiated by LDR. Therefore, to illustrate the effect of p53 on the post-LDR cell proliferation and its the mechanism is significant to the application of LDR on clinic. In this project, focusing on the p53 gene, the differences of cell proliferation, cell cycle and the expressions of P53 as well as transcription factors between normal cell，wild-type, mutant-type and null-type p53 tumor cells will be detected via WST-1, flow cytometry and western blot approaches. By gene transfection and RNA interference, the P53 function may be knocked-down or back-complemented in order to clarify the effect of p53 on the post-LDR cell proliferation. By analyzing the activation of MAPK or Akt signaling pathways and its regulation of P53, the molecular mechanism in the effect of p53 on post-LDR cell proliferation will be explored. If this research should be completed, it is hoped to give a new theory basis for the application scope of LDR on clinic and exploit a new clue for the establishment of individualized radiotherapy schemes for cancer patients.

低剂量辐射（LDR）能诱导兴奋性和适应性，减轻序贯大剂量辐射造成的损伤。但LDR是否刺激肿瘤细胞增殖依然没有定论。尤其大部分肿瘤是p53突变型,而p53突变会影响LDR后细胞生物学行为。本课题组前期工作表明，不同p53基因型细胞LDR后增殖存在差异。因此，明确P53如何影响LDR后细胞增殖对其临床应用有重要意义。 本课题从p53基因入手，通过WST-1、流式细胞术和蛋白免疫印迹方法比较研究LDR后正常细胞、p53野生型、突变型和缺失型肿瘤细胞增殖、周期、P53蛋白和转录因子表达差异；通过基因转染、RNA干涉进行P53抑制与重建，明确P53对LDR后细胞增殖的影响；通过分析MAPK和Akt信号通路活化及其对P53的调控作用，从信号转导角度阐释p53影响LDR后细胞增殖的分子机制。 若本研究得以完成，将为进一步明确LDR临床应用条件提供理论依据，也可为肿瘤患者个体化放疗方案制定提供新思路。

低剂量辐射（LDIR）与大剂量辐射（HDIR）相比，具有完全不同的生物学效应。对正常组织预先给予低剂量射线刺激，能够减轻放疗损伤，保护正常组织。但是，对肿瘤细胞施加低剂量辐射将会产生怎样的生物学效应，还是一个没有被阐明的科学问题。. p53基因的突变是人类肿瘤中最常见的突变类型，大约有50%以上的肿瘤患者存在p53基因突变。p53激活和P53蛋白表达上调是细胞受到辐射之后的一个极为重要的早期事件，它能够影响辐照后肿瘤细胞的存活与凋亡。但是，不同p53基因型的肿瘤细胞LDIR后的生物学效应差异，还未见报道。. 在本研究中，我们选择了不同组织来源，不同p53基因型的肿瘤细胞和正常细胞，包括肺癌（A549）/正常肺细胞（HBE），前列腺癌（PC-3）/正常前列腺细胞（RWPE-1），乳腺癌（MDA-MB-231）/正常乳腺细胞（Hs578bst）。我们通过WST-1检测了细胞增殖，通过流式细胞术检测了细胞周期，通过western blot检测了ATM、p53、p21等与细胞周期、增殖、DNA损伤修复相关的细胞因子的表达差异，进而探讨了LDIR后正常细胞和肿瘤细胞生物学行为的差异，并从细胞通讯角度阐明了LDIR后p53对不同类型细胞增殖的差异调控的分子机制。. 本研究通过对不同基因背景的肿瘤/正常细胞LDIR后的细胞增殖进行研究，初步阐明了p53对LDIR的生物学效应具有重要影响。本研究可进一步明确LDIR临床应用的范围，明确LDIR的局限性，对LDR在未来临床放化疗中的应用和推广产生积极的理论和现实意义。