DNA损伤修复因子PBK/TOPK对直肠癌放射敏感性的影响和作用机制

Rectal carcinoma is a common malignant tumor in the world, the incidence rate and mortality of rectal carcinoma is increasing in China. Radiotherapy is one of the methods used in advanced rectal carcinoma. Although it could improve local control in rectal carcinoma, it do not achieve a good result for patients. Because the mechanism of radiotherapy is to damage DNA of tumor cells. It found that the core problem of radiotherapy is radiation sensitivity. Therefore, this project will be focused on the study for PBK/TOPK, which is DNA damage repair factor, play an important role for radiation sensitivity in rectal carcinoma. To make clear the function mechanism between PBK/TOPK and radiation sensitivity in rectal carcinoma, we will analyze the relationship between PBK/TOPK expression level and radiation sensitivity in two groups of patients of rectal carcinoma, including sensitive to radiation group and radiation resistance group, using immunochemistry. siRNA is using to silence PBK/TOPK in the rectal carcinoma cell lines, which will be examined proliferation after exposed in radiotherapy. The nude mouse tumor model will be applied is to confirm the proliferation of rectal carcinoma cell is decreasing with silencing PBK/TOPK after radiotherapy. To illustrate the mechanism of PBK/TOPK with radiation sensitivity in rectal carcinoma, we will test the apoptotic factor in cell lines and animal tissue. The study will prove the role of PBK/TOPK with radiation sensitivity in rectal carcinoma, and provide new research data for radiotherapy in rectal carcinoma..

直肠癌是一种常见的恶性肿瘤，在我国的发生率逐年上升。放疗是中、晚期直肠癌治疗常用的方法之一，尽管能够提高局部控制率，但仍不能达到令人满意的治疗效果。由于放疗是通过损伤肿瘤细胞DNA达到治疗目的，并且根据放射生物学发现放疗的核心是放射敏感性。因此，本项目将重点研究DNA损伤修复因子PBK/TOPK对直肠癌放疗敏感性的影响和作用机理，探讨直肠癌放疗敏感组和放疗抵抗组中直肠癌病理组织标本中PBK/TOPK的表达水平与放射敏感性之间的关系，研究沉默PBK/TOPK的直肠癌细胞株给予放射线照射后，PBK/TOPK对直肠癌细胞增殖的影响，并应用裸鼠成瘤模型进一步证实给予放疗后PBK/TOPK对直肠癌细胞增殖的改变，同时将检测沉默PBK/TOPK直肠癌细胞放疗后凋亡因子的变化，最终明确直肠癌放疗中PBK/TOPK如何影放射敏感性，为直肠癌放疗的发展提供新的研究资料。

直肠癌是我国常见的消化系统恶性肿瘤，其发病率和死亡率逐年升高，放疗是直肠癌主要的治疗方法之一，尽管随着调强放疗在临床的广泛应用，直肠癌的疗效较前提高，但是仍不能令人满意。PBK/TOPK是一种DNA损伤修复因子，本项目就PBK/TOPK对直肠癌放射敏感性的影响及机制进行深入研究。从四个方面进行研究：探讨DNA损伤修复因子PBK/TOPK在直肠癌病理组织标本中的表达情况；研究沉默DNA损伤修复因子PBK/TOPK后对直肠癌细胞放疗敏感性的影响；观察沉默DNA损伤修复因子PBK/TOPK对直肠癌细胞X线照射照射后增殖水平依赖时间梯度变化的影响；PBK/TOPK对直肠癌细胞放射敏感性影响机制的研究。通过临床病理标本免疫组化检测，证实PBK/TOPK在直肠癌放疗抵抗组中的阳性率显著高于放疗敏感组的阳性率。慢病毒介导沉默直肠癌细胞株Colon320的PBK/TOPK表达，给予不同剂量X线照射后，进行克隆形成试验，证实PBK/TOPK沉默组细胞的存活分数显著低于对照组。并且，通过MTS方法检测给予同一剂量后，不同时间直肠癌细胞的增殖水平，发现PBK/TOPK沉默后会导致细胞增殖水平降低。流式细胞术证实PBK/TOPK沉默组给予射线照射后，会出现凋亡增多的情况，western blotting证实是PBK/TOPK沉默后通过上调Cleaved caspase-3和下调Bcl-2蛋白表达水平，进而影响细胞凋亡发生导致直肠癌细胞增殖减少。综上所述，本研究在临床和细胞试验中证实DNA损伤修复因子PBK/TOPK能够影响直肠癌放射敏感性，并且可能通过调控细胞凋亡降低放射敏感性。但是，本研究仍不能直接转化为临床成果，因此，关于PBK/TOPK对于直肠癌放疗敏感性影响的机制研究仍然需要进一步深入探讨，以期最终能够应用于临床，提高直肠癌放疗疗效，改善患者生存。