在增殖/分化过程中,干细胞对DNA损伤的修复特性可能发生改变,并成为成体干细胞衰老和恶性转化的基础。本研究观察了电离辐射(IR)诱导的小肠上皮DNA损伤和修复情况,对比含小肠干细胞的隐窝和以成熟上皮细胞为主的绒毛,发现①照射引起DNA双链断裂,1h时即可检测到隐窝、绒毛细胞H2AX、AKT磷酸化以激活DNA损伤修复过程,4h时隐窝H2AX磷酸化程度降低,说明隐窝较绒毛修复快。②DNA损伤4h后隐窝底部、中部细胞凋亡增多,隐窝上部细胞仍处在细胞周期,对辐射引起的DNA损伤抗性较高。③DNA损伤引起凋亡、细胞周期、免疫反应、生化代谢、肿瘤、DNA修复等多条信号通路激活,隐窝的变化程度更明显,其中,p53、MAPK通路是隐窝DNA损伤后重要的调节机制。④隐窝的修复活性较强,1h时非同源末端连接(NHEJ)、核苷酸外切修复(NER)共同作用,4-8h时以NER为主,8-24h又以NHEJ为主。绒毛的修复以NER、错配修复为主,程度弱且随时间变化不明显。结果提示,DNA损伤修复与细胞分化状态和功能相关。隐窝对DNA损伤更敏感,修复活性高且方式精确,未修复的细胞发生凋亡;绒毛则反应较迟钝。
英文主题词DNA damage and repair; stem cell; differentiation; cell cycle; apoptosis