ATM基因与大肠癌细胞系辐射敏感性的研究

共济失调毛细血管扩张症是一种常染色体隐性遗传病，因ATM基因发生突变所致，一个主要特征是对放射线极度敏感。在辐射抗拒导致很多肿瘤放疗失败主要原因之一的今天，使ATM基因成为研究辐射增敏的一个重要契入点。因放疗对大肠癌治疗的诸多优点，广泛应用于临床。然而，部分患者对放疗敏感性不高，因此，如何提高大肠癌辐射敏感性的研究是提高大肠癌放疗疗效和生存率的重要一环，是临床上亟待解决的问题。国内外尚未见ATM基因与大肠癌细胞辐射敏感性关系的报道。我们通过前期实验，证明在大肠癌组织和细胞系中有ATM基因的表达，且与放疗敏感性有一定联系，大肠癌细胞株HT29比大肠癌细胞株HM7对电离辐射更为敏感。本研究拟从细胞和分子水平上分析大肠癌细胞株HM7、HT29间辐射敏感性差异与ATM基因的关系，探讨ATM反义RNA对大肠癌细胞有无辐射增敏效应并探讨其作用机制，为下一步通过ATM实现临床大肠癌辐射增敏提供理论基础。

共济失调毛细血管扩张症因ATM基因发生突变所致，一个主要特征是对放射线极度敏感，使ATM成为研究辐射增敏的一个重要的契入点。我们应用细胞免疫荧光和激光显微镜技术分析HM7, HT29中ATM蛋白的表达，结果在HM7,HT29中ATM蛋白定位于细胞核及胞浆中，并以细胞核为主，其中，在辐射相对抗拒的HM7细胞中ATM蛋白荧光强度比辐射相对敏感的HT29强。应用RT-PCR方法显示在X线照射前，HM7中ATM mRNA水平比HT29高;在照射后，HT29细胞的ATM mRNA水平在早期1h就出现轻度上升；而HM7细胞在照射后4h才表现为ATM mRNA量上升；两者在照射后12h左右ATM mRNA表达水平恢复接近基础水平。应用RT-PCR方法获得HM7,HT29中ATM基因编码序列主要功能区P13K区片段，经荧光标记ddNTPs循环测序法进行突变检测，结果未检测到突变。构建ATM反义RNA真核表达重组体,获得反义组HM7/pDOR-atm, HT29/pDOR-atm细胞。应用RT-PCR方法分析了反义组和对照组细胞中ATM mRNA的水平，结果显示反义组比对照组降低;用FCM技术比较反义组和对照组细胞ATM蛋白表达阳性细胞率和平均荧光强度，结果反义组比对照组减小;应用集落形成法分析细胞辐射敏感性，结果表明反义组比对照组细胞对X射线敏感;用细胞计数绘制细胞生长曲线和MTT法检测细胞增殖反应，结果显示反义组细胞生长受抑。应用PI染色经FCM分析显示，HM7对照组及反义组细胞在X射线照射后出现明显的G2期阻滞，且随着照射剂量的增大和照射时间的延长而阻滞加剧;与对照组相比，反义组细胞G2期阻滞有降低趋势。HT29对照组及反义组细胞在X射线照射后未出现明显的G2期阻滞，但在反义组细胞有S期延长趋势。以上结果可见，大肠癌细胞株HM7,HT29间辐射敏感性差异与ATM基因的表达有关，但并非ATM/P13K区序列突变。 ATM反义RNA通过抑制ATM基因表达可以增加HM7,HT29的辐射敏感性，其作用机制可能与抑制细胞增殖、改变细胞周期有关。提示调控大肠癌细胞中ATM基因的表达有望成为一个有效的提高临床大肠癌放疗疗效的策略。