Wnt/β-catenin信号通路在中子照射后肠上皮细胞损伤中的调控机制研究

The pathological change of intestine induced by neutron irradiation is on the whole elucidated, while the mechanisms of the injury were not elucidated completely. Wnt/β-catenin signaling pathway acts as important role in regulation of proliferation, differentiation and apoptosis in cells, especially in the regulation of proliferation and self-renewal of intestinal epithelial stem cells. While, there was no report about the function of Wnt/β-catenin signaling pathway in the intestinal epithelial injury induced by neutron irradiation. In this study, basing on the past research, we will study the regulation mechanism of Wnt/β-catenin signaling pathway in the intestinal epithelial injury induced by neutron irradiation by means of radiation medicine, radiobiology, molecular biology and so on. We will study how neutron irradiation influence the important molecules of Wnt/β-catenin signaling pathway such as Wnt, β-catenin, GSK-3β, TCF-4, LEF1 and its target gene c-myc and cyclinD1 in the intestinal epithelial injury. The function of Wnt, β-catenin and TCF-4 in the intestinal epithelial injury induced by neutron irradiation will be emphasisly studied. This can be sought to elucidate the molecular mechanism of neutron irradiation-induced intestinal injury, which might help to find new potential therapies.

中子照射肠道损伤的特点已基本明确，损伤机制尚未完全阐明。Wnt/β-catenin信号通路在细胞的增殖、分化和凋亡等病理生理过程中发挥重要的调控作用；在维持肠上皮细胞尤其是肠道干细胞的增殖和自我更新中起重要的促进作用，然迄今，Wnt/β-catenin信号通路在中子照射后肠上皮细胞损伤中的调控机制研究尚属空白。本课题拟在既往研究基础上，采用放射医学、放射生物学和分子生物学等技术，从分子、细胞和整体水平探讨Wnt/β-catenin信号通路在中子辐射致肠上皮细胞损伤中的调控机制。研究中子辐射对肠上皮细胞Wnt通路相关分子Wnt、β-catenin、GSK-3β、TCF-4、LEF1及其靶基因c-myc和cyclinD1的影响；重点关注Wnt、β-catenin和TCF-4在中子照射肠上皮损伤中作用，为阐明中子辐射致肠上皮细胞损伤的分子机制、寻找敏感生物标志物和治疗靶点奠定基础。

项目研究背景：肠道是电离辐射高度敏感的靶器官，电离辐射肠道损伤重、难恢复。目前电离辐射肠道损伤的病理特点已基本明确，然而其损伤机制仍未完全阐明，尚缺乏有效的治疗措施。本研究建立电离照射肠上皮细胞损伤整体和离体模型，以Wnt/β-catenin信号通路在电离辐射肠道损伤中的作用为切入点，开展Wnt/β-catenin信号通路在电离辐射致肠上皮细胞损伤中的调控作用研究。.主要研究内容：本研究采用γ 射线照射BALB/c小鼠和IEC-6细胞，并给予相应的干预及治疗措施，建立电离辐射肠上皮细胞损伤及防护的体内外模型，从分子、细胞和整体不同水平，采用免疫印迹、流式细胞术、凝胶迁移率电泳实验、基因转染技术和荧光素酶报告基因活性检测等多种分子生物学技术，并结合病理学技术如HE染色、电镜、免疫组化、原位末端标记等，开展Wnt/β-catenin信号通路在中子照射后肠上皮细胞损伤中的调控作用研究。重点研究：（1）电离辐射对肠上皮细胞内Wnt/β-catenin信号通路的影响；（2）Wnt对电离辐射后肠上皮损伤的调控作用研究；（3）关键分子TCF-4对电离辐射肠上皮细胞损伤的调控作用研究。.重要结果及关键数据：（1）8Gy γ 射线照射可引起小鼠轻度肠型放射病，成功建立了急性肠型放射病动物模型；（2）Rspo1可减轻γ 射线照射肠道损伤的程度，促进空肠粘膜上皮再生修复，对照射后肠上皮损伤具有保护作用；（3）8Gy γ 射线照射后小鼠空肠Wnt/β-catenin通路Wnt、β-catenin、GSK-3β、TCF-4及LEF1表达上调，Rspo1可能通过正向调控Wnt/β-catenin信号通路对空肠损伤发挥保护作用；（4）8Gy γ 射线照射后小鼠空肠Wnt/β-catenin通路下游靶分子c-myc和cyclinD1表达上调，Rspo1可能通过正向调控Wnt/β-catenin信号通路对空肠损伤发挥保护作用；（5）10Gy γ 射线照射IEC-6细胞成功建立肠型放射病的细胞模型，Rspo1对照射后IEC-6细胞发挥保护作用，DKK1可进一步加重细胞损伤，表明活化的Wnt/β-catenin信号通路对照射后IEC-6细胞发挥保护作用。.科学意义：本研究为阐明电离辐射肠上皮细胞损伤的分子机制、寻找新的防治措施和发现新的治疗靶点提供依据。