经不同细胞缝隙连接通道传导的胞内信号对顺铂细胞毒性的影响研究

细胞缝隙连接（gap junction, GJ）介导的细胞间信号转导能显著影响顺铂的细胞毒性。我们的研究发现，不同连接蛋白（connexin，Cx）组成的GJ对顺铂细胞毒性的影响不同；有增强或减弱顺铂毒性的作用。在此发现的基础上，本课题提出"顺铂刺激细胞产生两类能通过GJ转递的信号分子：细胞保护信号和细胞死亡信号；不同Cx组成的GJ传递的细胞信号不同，传递保护信号的GJ可减弱顺铂的细胞毒性；而传递死亡信号的GJ能增强顺铂的细胞毒性"这一假说；并且拟在我们建立的转染并稳定表达不同Cx的I-10细胞和HeLa细胞，研究不同Cx组成的GJ对顺铂细胞毒性的影响及其规律；探讨顺铂引起的，通过GJ传递的细胞保护信号和死亡信号的性质，为验证上述假说提供实验证据；本研究将为阐明GJ影响抗肿瘤药物细胞毒性的机理提供依据。

研究表明，细胞缝隙连接（GJ）能够通过“旁细胞效应”增强多种肿瘤细胞对化疗药物（如顺铂）和放射线杀伤的敏感性；因此提出：GJ是潜在的，能够增加化疗和放疗疗效的新靶点。但是，这一假说在研究推广和临床应用中面临一个关键的障碍：GJ在肿瘤和正常细胞中均存在；而且，GJ在正常细胞中表达更为丰富；从理论上讲，任何通过增加GJ功能来提高放化疗疗效的方法，同样会增加放化疗对正常细胞的杀伤作用，而增加其毒副作用，这是GJ作为新抗肿瘤药物靶点所面临的一个困境。.(1)本研究首次发现：在肿瘤细胞和正常细胞，由Cx43组成的GJ对顺铂细胞毒性影响不同：在转染并表达Cx43的HeLa细胞，GJ能显著增强顺铂（5μM）的细胞毒性；而在天然表达Cx43的正常睾丸间质细胞（TM3细胞），GJ却显著降低顺铂的细胞毒性。这一发现提示：GJ有可能在增强化疗药物对肿瘤细胞的杀伤作用的同时，降低药物对正常细胞的毒性。为了进一步证实这个假说，本研究在TM3细胞、TM4细胞（正常睾丸支持细胞）和MLTC-1细胞（睾丸间质瘤细胞）上，研究比较了Cx43组成的GJ对顺铂细胞毒性的影响。我们的研究证明：在正常睾丸组织细胞（TM3和TM4），GJ能降低顺铂的细胞毒性；而在睾丸肿瘤细胞（MLTC-1），GJ能则能增强顺铂的细胞毒性。这个发现提示：增加睾丸正常组织细胞和肿瘤细胞中由Cx43组成的GJ功能，在增强顺铂杀伤肿瘤细胞的作用的同时；还能保护正常细胞，降低不良反应；这为将GJ发展为有价值的肿瘤治疗新靶点提供了重要的理论依据。.(2)本研究还探讨了由Cx43组成的GJ在正常细胞和肿瘤细胞对顺铂细胞毒性有不同影响的机理。我们首次发现：在TM3和TM4细胞，GJ形成可抑制顺铂诱导的DNA 交联物形成；而在MLTC-1细胞，GJ形成或改变GJ功能不影响顺铂诱导的DNA 交联物形成。这提示：在正常细胞，顺铂刺激产生的、能通过GJ传递的“保护信号”产生于DNA 交联物形成之前；并能抑制DNA 交联物形成，而减低顺铂细胞毒性。而在肿瘤细胞，顺铂刺激产生的、能通过GJ传递的“死亡信号”产生于DNA 交联物形成之后。本研究还发现：在TM3细胞，减少GSH形成能够显著抑制GJ对抗顺铂毒性的作用；而在MLTC-1细胞，抑制GSH形成对GJ增强顺铂毒性的作用无显著影响，表明在正常细胞，GSH参与了GJ抑制顺铂细胞毒性的作用。