人原发性肝癌细胞株受照射后凋亡与癌基因表达
中华肝脏病杂志2000年第8卷第2期
陈晓品 何少琴 冯炎
摘 要 目的探讨人原发性肝癌细胞株受照射后凋亡与bcl-2、p53基因表达产物关系。方法 选择人原发性肝癌细胞株QGY-7703,180KvX线照射,流式细胞仪技术定量测定凋亡发生率,单克隆抗体免疫组化法测定受照射后bcl-2、p53表达产物,Sony mias-300 Spato图象分析仪分析结果。结果 QGY-7730细胞株自发凋亡率为4.79%,随照射后时间延长及照射剂量增加凋亡发生率增加。Bcl-2、p53基因表达产物阳性率随照射后时间延长而增加,在照射后6h达峰值。结论 照射后凋亡发生率与细胞群内在特性有关,p53及bcl-2基因表达产物阳性率峰值在照射后凋亡峰值之前数小时,提示它们共同参与了照射后凋亡的调控。
关键词:癌,肝细胞;辐射;凋亡;基因,p53;bcl-2
选择人原发性肝癌细胞株QGY-7703,研究其受照射后凋亡发生与p53、bcl-2基因表达产物关系,进一步了解肝癌的放射生物学特性及其内在机制。
材料与方法
1.细胞与培养:人原发性肝癌细胞株:QGY-7703来自中国科学院细胞生物研究所,为单层贴壁生长。培养液为RPMI-1640培养基,内含20%牛血清(上海放射医学研究所产品),青霉素1万单位/100ml,链霉素10mg/100ml,将细胞置于37℃,5%CO2培养箱内培养至指数生长期进行实验,细胞消化用0.25%胰酶EDTA溶液。
2.照射条件:照射用深度X线机,管电压180kv,管电流15mA,0.25mm铜滤过,照射野10cm×15cm,源皮距为80cm,剂量率为83cGy/min。
3.流式细胞仪检测凋亡:细胞用无水乙醇固定,Triton X-100穿透,RNA酶去除RNA,PI染色,Facsliber流式细胞仪检测,结果以直方图表示,分析用Modfit软件。
4.基因表达产物免疫组化检测:滴片法制作细胞涂片,乙醚乙醇固定,单克隆抗体(Dokta公司)免疫组化法检测p53和bcl-2表达情况。p53及bcl-2单克隆抗体工作浓度分别为1:30,1:40;加鼠二抗,ABC试剂盒(华美公司,上海)底物DAB显色,以细胞核内有棕色颗粒者为阳性。结果分析用Sony mias-300 Spato图像分析仪,以阳性率表示,简而言之,设定阳性细胞灰度值,以此值为标准,计数阳性细胞,其在受检细胞中所占比例即阳性率。
结 果
1.照射后凋亡发生规律:流式细胞仪定量测定表明,QGY-7703细胞株自发凋亡率为4.79%。随着照射后孵育时间延长,凋亡增加,在照射后12~24h内达峰值并稳定。在10Gy以下剂量范围内,照射后凋亡随剂量增加而增加,但增加幅度逐渐变小[1]。
2. p53,bcl-2表达产物免疫组化结果:未照射的QGY-7703细胞株在细胞涂片单克隆抗体免疫组化法测定时,有微弱的p53和bcl-2表达,随照射后时间延长,两种基因表达产物阳性率增加,在照射后6h达峰值,随后即下降。增加照射剂量可使二者表达增加,8Gy左右达峰值,此后即平稳,结果见表1、2。
表1 QGY-7703受照射后p53及bcl-2表达与时间关系(阳性率%)
组别 |
照射后时间(h) |
0 |
4 |
6 |
12 |
p53 |
34.1±2.8 |
37.2±3.0 |
54.4±4.7 |
46.6±3.8 |
bcl-2 |
27.4±3.8 |
31.7±2.7 |
42.8±4.6 |
35.2±2.3 |
表2 QGY-7703受照射后6小时p53及
bcl-2表达与剂量关系(阳性率%)
组别 |
照射剂量(Gy) |
0 |
4 |
8 |
10 |
p53 |
19.0±2.7 |
28.6±2.8 |
54.4±4.7 |
57.6±4.4 |
bcl-2 |
16.6±3.1 |
23.6±4.2 |
42.8±4.6 |
38.6±4.5 |
讨 论
未受治疗的肿瘤本身有一定程度的自发凋亡,其水平与肿瘤病理类型有关,以淋巴造血系统的肿瘤最为显著[2]。几种人类实体瘤及动物移植性肿瘤的研究提示,肿瘤治疗前的自发凋亡水平及照射后的凋亡情况与放射敏感性有关。自发凋亡明显者,其放射敏感性高,照射后凋亡增加明显者,肿瘤局部控制率和患者生存率较高[3]。
本研究提示,人原发性肝癌细胞株QGY-7703的自发凋亡率较低,可部分解释肝癌放射敏感性较差这一现象。而照射后凋亡增加达一定程度后稳定在一峰值,表明细胞群中凋亡易感细胞的比例较为恒定,代表了该肿瘤细胞群对照射的特征性反应。达峰值后持续一定时间则与体外实验中凋亡细胞不能及时清除有关。
p53基因是一种抑癌基因,与细胞凋亡有密切的关系。野生型p53基因对凋亡有促进作用,突变型p53则丧失了启动凋亡的能力,这种突变在大多数人类肿瘤中存在。突变型p53蛋白由于构型改变,半衰期延长而在瘤细胞中大量累积使其水平升高,可用免疫学方法测定[4]。bcl-2基因广泛存在于多种类型肿瘤细胞中,其基因产物通过抵抗细胞的死亡,延长细胞寿命导致细胞数目增加,对凋亡有抑制作用[5]。受照射后,QGY-7703细胞中此两种基因表达增强,是照射后肿瘤细胞基因改变中的一部分。它们在照射后6小时左右表达阳性率最高,此时间进程在照射后凋亡峰值之前数小时,随后即下降,此结果提示它们共同参与了照射后凋亡的调控。
陈晓品,男,36岁,主任,博士,主要从事肿瘤放射治疗临床工作,发表论文10篇
陈晓品(400016重庆,重庆医科大学附属第一医院)
何少琴(上海医科大学肿瘤医院)
冯炎(上海医科大学肿瘤医院)
参考文献
[1]陈晓品,何少琴,冯炎.照射诱发人肝癌细胞株凋亡观察. 中国癌症杂志,1998,2:97-99.
[2]Staunton MJ,Gaffney EF. Tumor type is a determinant of susceptibility to apoptosis. Am J Clin Pathol,1995,103: 300-307.
[3]Levine EL,Renehan A,Gossiel R,et al. Apoptosis,intrinsic radiosensitivity and prediction of radiotherapy response in cervical carcinoma. radiother Oncol,1995,37: 1.
[4]Steller H. Mechanisms and genes of cellular suicide. Science,1995,267:1445-1449.
[5]Reed JC,Bcl-2 and the regulation of programmed cell death. J Cell Biol,1994,124:1-6.