PCBP1基因联合辐射在肿瘤细胞DNA损伤应答和凋亡中的功能研究

Gene-radiation therapy is a new method for the development of anti tumor therapy in recent years. The method is the combination of radiation and gene therapy in the treatment of cancer, and the problem is to select the ideal target gene. Latest research report: as tumor suppressor genes PCBP1 (Poly (C) -binding protein 1, also known as hnRNP E1 or alpha CP-1), regulates gene expression in multiple level , such as transcription, mRNA processing, mRNA trafficking, mRNA stabilization and translation control. However the combination of PCBP1 and radiation in DNA damage response and tumor cells apoptosis is not reported. The project intends to establish a research model of PCBP1 tumor cells to study the spatial and temporal role of PCBP1 in DNA double-strand breaks and DNA damage response using X-rays and carbon ions irradiated cancer cells, and study the role of PCBP1 in p53 independent apoptosis signaling pathway using immunoprecipitation ,RNA sequencing, quantitative PCR, western blot, etc.Thus this project will study the molecular biological mechanisms of radiation resistance of cancer cells to provide a biological basis for radiation tumor gene therapy research, and promote theoretical innovation radiobiology research..

肿瘤基因放射治疗是近年来发展起来的抗肿瘤治疗新方法。这种方法将放射与基因治疗联合应用于治疗肿瘤，而该方法面临的难题是筛选到理想的“靶基因”。最新研究报道：多聚胞嘧啶结合蛋白1（Poly(C)-binding protein 1，PCBP1）能够在多水平进行肿瘤细胞功能的精细调控，然而该基因协同辐射在肿瘤细胞DNA损伤应答和凋亡中的功能尚未见报道。本项目拟建立PCBP1的肿瘤细胞研究模型， 采用X射线和碳离子辐照癌细胞，利用微束平台、免疫荧光等技术实现PCBP1对辐射诱导的DNA双链断裂以及DNA损伤蛋白招募的动态时空分析，通过免疫共沉淀、转录组测序、荧光定量PCR、Western blot等技术研究辐照致PCBP1调控的肿瘤细胞非p53凋亡信号通路。研究旨在揭示PCBP1在肿瘤细胞辐射抗拒中的分子机理,为设计以该基因为靶点的放射治疗增敏技术，进一步提高辐射治癌疗效提供一些生物学依据。

宫颈癌是一种女性最为常见的生殖系统恶性肿瘤，大约有一半的患者被发现时已属于疾病晚期并错失传统治疗的最佳时机。放射治疗作为医治宫颈癌患者的重要手段之一，但总因存在肿瘤细胞辐射抗拒问题而使得治疗效果不尽如人意。. 多聚胞嘧啶结合蛋白1（Poly C binding protein 1，PCBP1）是一种RNA结合蛋白，参与调控基因转录、RNA稳定性、RNA选择性剪接等多种功能，还能调控下游的与DNA损伤修复、凋亡等相关信号通路。最新研究证明RNA结合蛋白PCBP1在抑制肿瘤发生及转移方面有重要作用，但其在肿瘤辐射抗拒中的机理尚未阐明。.我们用脂质体把pEGFP-N1-PCBP1转染入人类宫颈癌HeLa细胞中，探讨了HeLa细胞中高表达PCBP1后对细胞存活、增殖、周期、凋亡及p73信号通路的影响，并进一步研究了PCBP1对HeLa细胞辐射耐受性的影响。. 初步的实验结果显示：PCBP1可有效抑制HeLa细胞生长与增殖；高表达PCBP1引起了HeLa细胞的周期阻滞和凋亡，还可通过调控p73选择性剪接上调剪接突变体 Tap73/ΔNp73的比率，从而有效提高了Bax / Bcl-2比率，促进了细胞色素c释放和caspase-3的表达，诱导了HeLa细胞以线粒体途径凋亡，这表明PCBP1可能是宫颈癌治疗药物的靶标。此外，高表达PCBP1与2 Gy X射线及12C6+离子束辐照叠加可以更有效的抑制HeLa细胞的存活和增殖。高表达PCBP1叠加X射线的细胞凋亡率约15%，而高表达PCBP1叠加2 Gy 12C6+处理的细胞凋亡率则达到了约27%，这说明高表达PCBP1与2 Gy 12C6+离子束辐照叠加会更显著地诱导HeLa细胞凋亡。因此，相比于X射线，重离子具有更高的杀伤作用。本研究为宫颈癌的药物研发和临床治疗提供了一些新的思路。