PARP-1和自噬在放射所致鼻咽癌细胞凋亡过程中的作用及其调控机制

鼻咽癌是我国南方各省高发的恶性肿瘤之一，放射治疗被公认为是鼻咽癌首选的治疗手段，但单纯放射治疗的5年生存率只有50%，如何进一步提高鼻咽癌放疗的疗效仍是临床上丞待解决的难题。DNA的修复能力直接影响到肿瘤细胞的放射敏感性，而PARP-1是DNA链修复的关键酶，与放射线诱导的细胞凋亡关系密切。自噬是近年国内外研究肿瘤细胞死亡机制的新热点，在肿瘤的发生、发展和死亡中具有极其重要作用。本课题利用人鼻咽癌细胞系CNE-2探讨自噬在放射线引起DNA损伤介导的细胞凋亡中的促存活功能以及PARP-1在此过程中的作用，确立信号通路LKB1-AMPK-mTOR在此过程中的调控机理，最后在鼻咽癌CNE-2细胞的裸鼠移植瘤模型中验证自噬和PARP-1对于放射敏感性的影响。本项目的完成将首次建立研究PARP-1和自噬在放射过程中DNA损伤及细胞凋亡中作用机制的体外模型，为增强鼻咽癌放射治疗的敏感性开创新的思路。

本研究采用Western-blot和透射电子显微镜检测鼻咽癌细胞株CNE-2的自噬标志物，采用流式细胞术、CCK-8、克隆形成检测细胞活性，采用慢病毒沉默自噬相关基因及PCR检测相关基因表达，及采用裸鼠模型等实验手段，发现：（1）鼻咽癌CNE-2细胞在照射后自噬标志物LC3-II标志物增多，电镜检测到细胞在照射后产生自噬小体，说明鼻咽癌细胞在照射后发生自噬及凋亡；（2）自噬在放射引起细胞凋亡过程中的起到促存活功能，表现在自噬诱导剂雷帕霉素促进细胞存活，而自噬抑制剂及自噬基因敲除可以增加放射导致的细胞凋亡；（3）放射导致PARP-1激活并且诱导自噬的发生，PARP-1在自噬的上游。表现在放射可以使PARP-1激活，自噬基因的敲除不影响PARP-1的表达，而PARP-1基因的敲除下调自噬相关基因的表达；（4）鼻咽癌细胞通过PARP-1/AMPK/mTOR途径激活自噬，表现在放射引起细胞内DNA分子断裂，激活PARP-1，同时在Thr-172位点激活AMPK,下调mTOR和P70S6K，最终导致自噬发生；（5）在鼻咽癌CNE-2细胞的裸鼠移植瘤中，沉默自噬基因，增加放射敏感性的影响。初步建立了PARP-1和自噬在放射过程中DNA损伤及细胞凋亡中作用机制的体外模型，为增强鼻咽癌放射治疗的敏感性开创新的思路。