节律基因Per1在近日节律系统中处于核心地位。研究发现PERl能够与层粘连蛋白受体1(LAMR1)发生相互作用,其作用的核心位点之一是LAMR1与层粘连蛋白(LN)结合的其中一个位点,PER1还能影响细胞的增殖和迁移。而LAMR1通过与LN结合在细胞的分化,增殖和迁移以及肿瘤的侵袭中发挥着重要作用。细胞增殖和迁移是肿瘤发生发展中的重要生物学行为,低剂量辐射对细胞增殖和迁移也具有影响。而低剂量放射超敏感性(HRS)是低剂量辐射的主要诱导效应,对肿瘤的放射治疗具有重要的指导意义,其发生可能与细胞凋亡、细胞周期调控及DNA双链断裂修复有关,且Per1在细胞周期与凋亡中也具有重要的调节作用,其过表达能增强多种细胞对γ射线的敏感性。因此,研究HRS与Per1之间的相关性及其对细胞增殖、迁移的影响和相关生物学机制,将有助于阐明节律基因Per1和放射超敏与肿瘤发生发展的关系,对肿瘤防治具有重要意义。
PER1;LAMR1;Low dose hyper-radiosensitivity;Proliferation;Migration
本研究以具有HRS现象的人肺腺癌细胞A549为研究对象,通过TPA诱导体外培养A549细胞的内源性Per1的节律表达,研究发现hPer1的mRNA和蛋白均呈近日节律表达,并确定了表达的峰值和谷值时间;hPER1对A549细胞增殖具有抑制作用;不同低剂量x线照射,A549母本、hPER1峰值、谷值和干扰组细胞存活率存在差异,特别是hPER1表达峰值细胞存活率明显低于hPER1干扰和对照母本A549细胞,hPER1表达可能会增加A549细胞的低剂量放射超敏感性(HRS);低剂量X线照射对A549细胞中hPER1表达水平具有增强作用,以0.2Gy和1.0Gy影响较为明显;节律基因hPer1和低剂量放射均对A549细胞迁移具有抑制作用,且二者具有协同抑制作用;对A549细胞凋亡具有增强作用,对G2/M期细胞分布则具有协同阻滞作用;同时发现节律基因hPer1和低剂量放射对A549细胞PCNA表达具有协同抑制作用;x线照射后出现ATM激酶活化,0.5Gy照射时ATM激酶活化最大,活化情况与低剂量放射超敏/拮抗剂量一致,hPER1对ATM激酶活化有抑制作用;hPER1可能对A549细胞中ERK活化具有促进作用,而低剂量放射可能对ERK活化具有抑制作用,但hPER1和低剂量放射均对JNK、p38活化具有促进作用;hPER1和低剂量放射均对P53表达具有增强作用,而对BCL-2表达具有抑制作用;hPER1和低剂量放射对A549细胞MMP-2表达具有协同抑制作用;对LAMR1表达无明显影响,但对LAMR1与LN的相互作用具有抑制作用。研究提示节律基因hPER1的表达与HRS之间存在相关性,hPER1可能通过影响LAMR1与LN的结合来发挥其对A549细胞增殖、迁移的影响,低剂量辐射对其有协同作用,PCNA、ATM激酶、P53、BCL-2和MMP-2在该效应发生中发挥了作用。该研究有助于更好地理解对肺腺癌的生物学特性和行为,有助于补充和促进放射生物学和时间生物学的研究,为肺癌的低剂量分割放射治疗和时间治疗带来新的理论依据和指导,对肿瘤防治具有重要意义。研究中发表SCI论文1篇,国内科技核心期刊论文4篇,接收待发表SCI论文2篇,已培养博士研究生1名,硕士研究生3名。