X射线照射后致残留肺癌细胞干细胞化并加速再增殖的分子机制

非小细胞肺癌在临床放射线照射治疗后常常出现残留肿瘤细胞的加速再增殖，导致肺癌的复发和转移并对放射线产生抵抗，但具体的调节机制尚不清楚。有报道认为这一现象可能与肿瘤干细胞和X射线照射后细胞的Wnt信号通路异常激活有关。我们以往的研究发现，肺癌细胞的β-catenin启动子区存在甲基化现象。因此我们推测X射线可能对这一区域去甲基化而激活Wnt通路，使残留的肿瘤细胞干细胞化并加速再增殖。我们拟通过X射线照射不同甲基化状态的肺癌细胞系，以甲基化和去甲基化试剂处理做对照，通过照射后甲基化特异性PCR、TCF4荧光素酶报告基因检测、干细胞标记物检测及体外致瘤实验等方法，探索X射线照射对β-catenin启动子区甲基化状态和Wnt通路活性的影响，揭示肿瘤干细胞化与加速再增殖的关系。研究结果为增强非小细胞肺癌对放射治疗敏感性提供新的思路。

本研究旨在探索X射线照射对β-catenin启动子区甲基化状态和Wnt通路活性的影响。我们在研究中发现非小细胞肺癌组织中β-catenin启动子区CpG岛存在高甲基化现象，导致其表达下调，并且与肺癌患者的不良预后正相关。并且NSCLC细胞系中也存在β-catenin启动子区CpG岛的甲基化现象，去甲基化处理可以增强β-catenin的膜表达并且降低肺癌细胞的侵袭转移能力。而且Kaiso与β-catenin启动子区域的CpG双核苷酸序列结合从而抑制其转录活性，但是p120ctn可以与kaiso结合，进而抑制kaiso与β-catenin启动子区域的结合，由此解除kaiso对β-catenin的转录抑制作用，并影响肺癌的增殖和侵袭。但是我们观察到X射线分次照射后β-catenin启动子区的甲基化水平并没有出现预想的去甲基化情况，Wnt信号通路的活性也没有明显的升高，然而照射后的细胞逐渐出现了上皮-间质转化的特征。我们认为β-catenin启动子区甲基化主要通过抑制其表达对钙粘蛋白复合体产生影响。为此，我们在肺癌组织标本中筛查上皮-间质转化的相关标记物。我们通过X射线不同剂量单次照射以及单一剂量分次照射后检测肺癌干细胞标记物，发现虽然其表达均有上调，但是两种照射方式后细胞的增殖活性变化却不同。我们认为X射线照射后细胞自噬增强并出现老化，从而富集了干细胞样细胞，逃避放射线的杀伤，这一现象有可能是肺癌放射抵抗以及放射治疗后复发的根源。我们从上述筛查出的上皮-间质转化的相关标记物发现p130cas可以调节细胞的自噬和凋亡，并且下调p130cas可以通过抑制p53的表达，从而促进肺癌细胞发生自噬，导致肺癌细胞的放射敏感性降低。本研究的结果为放射治疗后肺癌细胞出现放射抵抗以及再增殖的分子机制提供了新的证据，也试图为临床上应用X射线治疗肿瘤的同时，如何提高放射敏感性，防止复发和再增殖的策略提供新的理论和实验基础。