NS-398对人肝癌细胞HepG2放射增敏作用及机制初探

论文摘要

研究背景:肝细胞肝癌（HCC）是世界范围内常见也是我国高发的恶性肿瘤之一,全球每年约100万病例死亡,其发病率分别位居我国男性和女性常见肿瘤的第三和第四位,全世界每年新发的HCC患者40%在我国。HCC生长迅速,恶性度高,并往往伴有肝硬化,因此预后极差,现有的以手术治疗为主的综合治疗疗效均欠佳。因此,寻求一种安全有效的治疗手段以提高肝癌患者的生存率和生活质量是当前临床科研工作亟待解决的前沿课题。医学研究人员曾经尝试用放射手段治疗肝癌并取得了一定的疗效。然而由于肝脏对射线的耐受力差,全肝照射时放射性肝炎发生率很高。近年来,随着医学影像学和计算机技术的发展,三维适形放疗（three-dimensional conformal radiotherapy）、调强放疗（intensity modulated radiotherapy）和图像引导的放射治疗（image-guided radiotherapy）等精确放疗技术的应用最大程度地增加了靶区照射剂量并减少了周围正常组织的受量及副反应,降低了放射型肝炎的发生概率并提高了放射治疗效果。放疗技术的提高使得精确放疗成为肝癌很有希望的治疗手段,然而,放疗技术已很难取得更大突破性进展,进一步增强放疗疗效寄希望于增加肿瘤细胞对放疗的敏感性和减轻放疗对正常组织的损害,因此,放射增敏剂的研究正在成为肝癌治疗研究的热点。二十世纪九十年代末,研究发现包括肝癌的大部分人类恶性肿瘤组织中有环氧合酶-2（COX-2）的高表达,而肿瘤周围的正常组织中COX-2不表达或表达很低,且COX-2高表达的患者往往伴有PGE2水平升高。业已发现,PGE2具有保护组织及细胞免受放射及其它细胞毒性物质损伤的作用,从而导致肿瘤的放射抵抗并降低放疗疗效。应用选择性COX-2抑制剂可以逆转COX-2的上述功能,提高肿瘤的放射敏感性。由于肿瘤周围正常组织不表达COX-2,照射区内的正常组织放射敏感性理论上不受影响。国外进行的肿瘤细胞体外培养及种植瘤动物模型放疗增敏实验业已证明上述理论。目前,选择性COX-2抑制剂用于肝细胞癌放疗增敏的研究,国内外罕见报道,其具体增敏机制更无定论。本研究中,我们应用选择性COX-2抑制剂NS-398作用于人肝癌细胞株HepG2,观察其放疗增敏效果,并对其可能增敏机制进行初步探讨,这将对肝癌的放射增敏治疗具有重大的理论和实践指导意义。目的:已有体外实验证实选择性COX-2抑制剂具有放疗增敏作用,但罕见其用于肝癌细胞株的增敏实验。本研究应用选择性COX-2抑制剂NS-398作用于人肝癌细胞株HepG2,观察其放疗增敏作用,并对其可能的增敏机制进行初步探讨。方法:将体外培养的人肝癌细胞株HepG2分为四组:（1）未处理组;（2）单药组:含25μmol/L的NS-398培养液培养24 h;（3）单照组:8Gy照射剂量;（4）联合组（照射+药物）。应用MTT法检测NS-398的药物毒性;克隆形成实验分析放射增敏效应;透射电子显微镜观察细胞凋亡的形态学变化,流式细胞术（FCM）定量检测细胞凋亡率;实时荧光定量PCR及western blot分别检测相关基因及蛋白表达变化;比色法分析caspase-3酶活性变化。结果:NS-398对HepG2细胞的毒性呈时间与剂量依赖性;显著降低放射后细胞的克隆形成率;增加细胞凋亡;下调COX-2 mRNA表达;上调Bax、caspase-3、mRNA表达及Bax蛋白表达,并增强caspase-3酶活性,而Bcl-2表达无明显变化（P＞0.05）。结论:NS-398能增强肝癌HepG2对放射的敏感性,其增敏机制可能与下调COX-2表达,诱导细胞凋亡增加相关。选择性COX-2抑制剂是一种新型的放射增敏药物,可为实体瘤的放射治疗开辟新的途径。

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