乏氧诱导自噬在多形性胶质母细胞瘤放射抵抗中的作用及机制研究

The hypoxic status of glioblastoma multiforme (GBM) has been linked to poor prognosis with an increased resistance to radiotherapy, but the mechanisms remain unknown. Our recent researches presented that hypoxia could induce autophagy in tumor cells, and autopahgy conferred cellular resistance against radiation therapy through enhancing DNA DSB repair. Hypoxia-inducible factor, HIF and Beclin-1 were key factors to regulate hypoxia and autophagy respectively. So we hypothesized that hypoxia may activate autopahy through HIF-1α and Beclin-1, then enhance DNA DSB repairing to confer radiation resistance in GBM. In this reseach, we will investigate whether hypoxia activate autophagy through HIF-1α and Beclin-1, the hypoxia induced autophagy conferring GBM radiation resistance or not. Furthermore, we will discuss the effects of hypoxia induced autophagy to DNA DSB repairing in GBM in vitro and in vivo. Our findings and analysis in this reseach may provide a new perspective and potential therapeutic strategy for enhancing the radiosensitivity of GBM.

乏氧参与多形性胶质母细胞瘤（GBM）放射抵抗，但具体机制不明。我们以往研究发现乏氧可诱导自噬，但其分子机制尚不清楚。我们最近发现自噬可能通过促进DNA DSB损伤修复而参与肿瘤放射抵抗，那么乏氧是否通过自噬进一步参与GBM放射抵抗呢？有研究表明乏氧诱导因子-1α（HIF-1α）及Beclin-1分别是乏氧及自噬的关键调控因子。基于此我们提出假设“乏氧通过HIF-1α激活自噬蛋白Beclin-1诱导自噬，提供DNA DSB损伤修复关键酶DNA-PK促进DSB修复，进而参与GBM放射抵抗”。本研究拟在GBM细胞及整体水平上分析乏氧诱导自噬的途径，乏氧是否能通过自噬影响DNA DSB损伤修复从而参与GBM放射抵抗，以期阐明乏氧在GBM放射抵抗中的作用及具体机制，为GBM放射增敏提供新思路及新靶点。

乏氧参与多形性胶质母细胞瘤（GBM）放射抵抗，但具体机制不明。前期研究发现乏氧可诱导自噬，但其分子机制有待研究。因此，本项课题在GBM细胞中探究乏氧条件下HIF-1α、Beclin-1、自噬水平及细胞放射敏感性的变化；并通过RNAi技术靶向干扰HIF-1α表达，以及3-MA抑制自噬，于细胞和颅内原位移植瘤水平，探究Beclin-1、自噬及细胞放射敏感性的变化。结果显示，乏氧条件下HIF-1α、Beclin-1的mRNA和蛋白表达增加；LC3 II/I蛋白转化增加，GFP-LC3荧光颗粒增多，自噬体增多；细胞放射敏感性降低。靶向干扰HIF-1α后，HIF-1α、Beclin-1表达降低；LC3 II/I转化降低；细胞增殖减少，DSB修复减少，放射敏感性提高；GBM裸鼠颅内原位移植瘤放疗抑瘤率增加，放射敏感性提高。3-MA抑制Beclin-1蛋白表达和LC3 II/I蛋白转化，减少细胞增殖，降低DSB损伤，提高放射敏感性。由此，我们可得出结论：乏氧可诱导HIF-1α表达，提高Beclin-1表达及自噬水平，降低GBM细胞的放射敏感性；靶向干扰HIF-1α或通过3-MA抑制自噬，可降低Beclin-1表达及自噬水平，提高GBM细胞和移植瘤的放射敏感性。本项研究在细胞及动物水平上分析了乏氧诱导自噬及影响GBM放射敏感性的途径，阐明了乏氧、自噬与GBM放射抵抗的关系及具体机制，为临床GBM放疗增敏提供新的思路及靶点。