Akt3激活DNA-PKcs/DNA DSBs通路介导食管鳞癌的放疗抵抗

The regulation of Akt (protein kinase B) on DNA repair is an important mechanism of resistance to radiotherapy. Non-homologous end joining is a major repair pathway of ionizing radiation inducing DNA double-strand breaks in human tumors (DNA DSBs), and DNA-dependent protein kinase catalytic subunit (DNA-PKcs) is the most important molecule in this pathway. Our previous work has shown that reduced Akt increases cell radiosensitivity of esophageal squamous cell carcinoma (ESCC). The project intends to adopt clinical, cellular, and animal experiments, to use X-ray radiation interference, to detect Akt3 expression in ESCC tissue samples and cell lines of different differentiation degree (ECA109, TE-8 and TE-13), the outcome of radiotherapy, DNA-PKcs phosphorylation, DNA damage repair, cell viability, apoptosis, autophagy, tumor growth of xenografts, and so on, to explore Akt3 specific roles and mechanisms of resistance in ESCC radiotherapy, to verify Akt3 mediation in ESCC radiotherapy resistance by DNA-PKcs/DNA DSBs pathway. This research will clarify the importance of Akt3 in ESCC radiation resistance, providing experimental evidence for targeting Akt3 to increase ESCC radiosensitivity.

Akt（蛋白激酶B）调控DNA损伤修复是放疗抵抗的重要机制。非同源末端连接是电离辐射所致人类肿瘤DNA双链断裂（DNA DSBs）的主要修复通路，而DNA依赖性蛋白激酶催化亚基（DNA-PKcs）是该通路的最主要分子。本课题组前期工作显示，下调Akt可增加食管鳞癌（ESCC）细胞的放疗敏感性。该项目拟采用临床、细胞和动物实验，进行X线辐射干预，检测ESCC组织样本和不同分化程度细胞株（ECA109，TE-8和 TE-13）中Akt3含量、放疗疗效、DNA-PKcs磷酸化、DNA损伤修复、细胞活性、凋亡、自噬和移植瘤生长情况等相关指标，探索Akt3在ESCC放疗抵抗中的具体作用和相关机制，验证Akt3激活DNA-PKcs/DNA DSBs通路介导ESCC的放疗抵抗。通过本研究将明确Akt3在ESCC放疗抵抗中的重要作用，为靶向Akt3提高ESCC放疗敏感性提供实验依据。

Akt调控DNA损伤修复是放疗抵抗的重要机制。非同源末端连接是电离辐射所致人类肿瘤DNA DSBs主要修复通路，而DNA-PKcs）该通路的最主要分子。下调Akt可增加ESCC的放疗敏感性。Akt3活化在肿瘤DNA修复通路中的作用近年来受到关注。.该项目采用临床、细胞和动物实验，检测ESCC组织样本和不同分化程度细胞株中Akt3含量、放疗疗效、DNA-PKcs磷酸化、DNA损伤修复、细胞活性、凋亡、自噬和移植瘤生长情况等相关指标，探索Akt3在ESCC放疗抵抗中的具体作用和相关机制，验证Akt3激活DNA-PKcs/DNA DSBs通路介导ESCC的放疗抵抗。.Akt3在ESCC患者放疗高敏感组（14例）和低敏感组（17例）中的阳性表达率分别为47%和74%（X2 = 5.34，P = 0.028 ），表明Akt3高表达增加ESCC细胞的放疗抵抗性。DNA-PKcs在ESCC癌患放疗高敏感组（14例）和低敏感组（17例）中的阳性表达率分别为44%和70%（X2 = 4.89，P = 0.034 ），表明DNA-PKcs高表达促进了细胞DNA双链断裂修复，增加细胞活性，介导放疗抵抗。siRNA 干扰ECA109 Akt3 组，5Gy X线照射，PCR观察细胞细胞数，细胞数明显增加（P ＜ 0.05）；CCK-8法检测细胞活性明显增加（P ＜ 0.05）；WB检测DNA-PKcs磷酸化（P-T2609和P-S2056）明显减弱（P ＜ 0.05）；免疫荧光法检测γ-H2AX焦点明显减少（P ＜ 0.05）。siRNA 干扰ECA109 Akt3组，电镜下观察ECA109细胞内自噬体数目无明显变化（P > 0.05）。siRNA 干扰ECA109组，微管相关蛋白1 轻链3蛋白表达增加。建立BALB/c裸鼠ESCC移植瘤模型，单次10Gy放疗，siRNA 干扰ECA109 Akt3组移植瘤体积较小，表明放疗增敏，统计学显示有差异（P ＜0.05）。.本课题通过临床和动物实验明确 Akt3活化在ESCC放疗抵抗中的作用；细胞实验验证 Akt3介导ESCC放疗抵抗的主要机制是激活DNA-PKcs/DNA DSBs通路。Akt3抑制剂可能是放疗增敏的有效方法。Akt3是否还通过自噬和凋亡参与ESCC的放疗抵抗还需进一步研究。