辐射诱导乳腺癌细胞转化产生乳腺癌干细胞的规律及其关键作用蛋白

恶性肿瘤的治疗是当前的重大科学难题之一。肿瘤干细胞的存在被认为是肿瘤放化疗抗性和转移复发的根源，是靶向肿瘤干细胞治癌新策略的理论基础。我们近期实验发现：γ射线辐照能显著诱导乳腺癌细胞转化产生乳腺癌干细胞，且该过程伴随着细胞形态的改变和CD24蛋白的显著下调。这一现象的发现给靶向肿瘤干细胞的治癌策略提出了新的挑战。本项目拟基于这一实验现象，从有效控制肿瘤干细胞角度出发，采用传统放疗中常用的γ射线和近年来快速发展的质子和碳重离子，分别辐照乳腺癌细胞和乳腺癌干细胞。通过克隆存活和流式检测等方法，阐明不同射线照射下乳腺癌干细胞的存活剂量规律和诱导乳腺癌细胞转化产生乳腺癌干细胞的剂量规律，为放疗优化放射源类型和剂量提供新的参考；通过蛋白质双向电泳和免疫荧光等方法，建立γ射线照射诱导乳腺癌细胞转化的差异性蛋白文库，揭示该转化的主要信号通路和关键作用蛋白，为完善靶向肿瘤干细胞的治癌理论提供新的补充。

在项目的资助下，阐明了乳腺癌/结肠癌干细胞在γ射线、质子和碳重离子照射下的剂量-存活规律，实验结果表明质子和碳重离子照射能更有效的杀伤肿瘤干细胞，进一步的研究表明其机理主要与这两种射线对DNA的损伤更为严重有关。通过流式细胞仪和在线免疫荧光检测，阐明了乳腺癌细胞在γ射线照射后转化产生乳腺癌干细胞的剂量规律和时间规律，并首次在原位捕捉到了肿瘤细胞向肿瘤干细胞的动态转化。在搜寻相关蛋白数据库的基础上，通过进一步的免疫荧光和增敏剂、抑制剂实验，研究证实关键蛋白TGF-β1诱导的表皮细胞向间充质细胞转化途径（EMT）是这两类细胞相互转化和平衡的关键途径。