旁效应细胞对重离子辐照细胞的反馈调节作用研究

基于重离子辐射生物学效应基础，以中科院近物所重离子加速器装置为平台，重点研究旁正常细胞对重离子辐照肿瘤细胞的反馈调节效应，分析该效应对肿瘤放疗的可能影响，并探讨p53基因在该反馈调节中的作用。研究内容包括正常或病理状态下，未辐照或低剂量辐照正常肝细胞对辐照的p53野生型肝癌细胞反馈调节作用的时间效应，该效应与剂量的关系；旁正常肝细胞对不同p53状态肝癌细胞的反馈调节作用及p53基因的表达变化。课题目标是确定旁正常细胞是否可通过培养基介导的信号反馈途径参与辐照细胞损伤效应的修复，从而减轻重离子辐射的细胞毒性和遗传毒性；了解这种反馈作用的时间与剂量效应；病理条件下是否会出现类似现象；旁正常细胞是否对不同肿瘤细胞都有反馈调节效应以及p53基因在该调节中的作用。结果将有助于理解旁效应的临床意义及其对放疗作用的可能影响，从而为放疗方案的制定、放疗危险性评估等提供新的理论参考与指导，提高放疗疗效。

本研究采用受照细胞与未辐照细胞共培养，以单独培养的受照细胞或未辐照细胞为对照，研究生理/病理条件下共培养体系中未辐照细胞与受照细胞的相互影响。研究发现：1、正常生理状态下，1）受辐照肝癌细胞诱导常规的旁效应，表现为旁细胞中存活有所降低，染色体畸变/微核及凋亡适度增加，且细胞周期分布和自噬发生变化；显示从受照细胞到旁细胞的信号传导。2）受照细胞HepG2（p53野生型）与未辐照/低剂量辐照的肝细胞共培养后，其存活高于单独培养的受照细胞，而染色体畸变和凋亡低于单独培养，细胞周期分布和自噬发生时间依赖性变化；表明存在从旁观者细胞到受照细胞的反向信号。2、用高氯化钠环境模拟病理状态，1）高NaCl浓度预处理可增加HepG2细胞的辐射敏感性，表现为克隆存活降低、染色体畸变增加。2）将正常培养条件下的旁细胞和受照细胞与病理条件下的旁细胞与受照细胞进行组合共培养，发现相同培养条件下的旁细胞，其旁效应无差别，而不同培养条件下的旁细胞，其旁效应不同，高NaCl环境增强了旁细胞对信号分子的敏感性；表明高NaCl环境影响旁细胞对旁信号因子的反应，但对旁信号因子的释放没有明显的影响。3）病理条件下，旁细胞对p53野生型辐照细胞具有一定的调节作用。3、肝细胞与不同p53状态的受照肝癌细胞共培养，发现未辐照细胞仅影响p53野生型受照细胞。结论：受照细胞能促使未辐照细胞损伤，未辐照细胞在一定程度上能反馈调节受照细胞的损伤，但这一调节作用与细胞的p53状态有关，类似现象同样存在于病理环境中；细胞自噬可能参与受照细胞与未受照细胞之间的相互影响。