12C6+束和Mitomycin C 诱导的DNA损伤效应

本文旨在分别研究重离子束及MMC在诱导细胞的DNA损伤效应中一些具体的分子机制，为治疗的进行以及相关辅助药物的开发提供理论依据。本文探索的重点有两个，第一个是重离子束辐射诱导的DNA损伤效应及p53在其中的激活，第二个是MMC诱导的DNA损伤效应及p53和BRCA1、H2AX等分子在其中的角色。 1. 12C6+离子束诱导HeLa细胞DNA损伤效应为了研究HeLa细胞经过12C6+ 束辐照之后的DNA损伤效应，及这个过程中p53激活的分子机制。我们运用中性单细胞电泳技术，检测了HeLa细胞经过4Gy 12C6+ 束辐照0h、3h、6h和12h之后DNA的损伤情况，以及0.5Gy、1Gy、2Gy和4Gy 12C6+ 束辐照0h后的DNA损伤情况。同时运用细胞生长实时监测仪监测了HeLa细胞在经过0Gy、0.5Gy和1Gy 12C6+ 束辐照之后的生长变化，并运用AO/EB双染检测了辐照24小时后的凋亡情况。另外，利用8mmol/L的caffeine（抑制ATM和ATR）和20μmol/L的wortmannin（抑制ATM和DNA-PK）处理HeLa细胞后再进行1Gy 12C6+ 束辐照，通过western blot检测p53的表达。结果显示，12C6+ 束辐照可造成HeLa细胞的DNA损伤，损伤随剂量升高而升高但随时间降低；并诱导HeLa细胞发生凋亡；而且辐照后p53表达升高，但经过caffeine或者wortmannin预先处理的细胞p53均没有显著升高。我们的结论是：12C6+ 束辐照可造成HeLa细胞的DNA损伤并诱导损伤修复及凋亡等效应，损伤效应相关的分子p53被激活，并且激活依赖于ATM。 2. MMC诱导的DNA损伤效应在这一部分研究中，首先，我们利用与上面相同的研究方法，探讨了p53在MMC诱导的DNA损伤效应中的激活情况，结果显示，MMC诱导的DNA损伤效应并不依赖于p53。另外，我们还探讨了， BRCA1在FANCD2的γ-H2AX依赖性转移中的作用。MMC可造成DNA的ICL（interstrand cross-link）损伤，ICL可通过FA(Fanconi Anemia)通路进行修复。FANCD2是FA通路的核心分子，在DNA产生ICL时被各种分子修饰然后转移到损伤部分，这个过程的涉及到ATR、γ-H2AX及BRCA1等，本文试图探讨BRCA1在其中的作用方式。研究中，我们监测了不同处理（包括对照、caffeine（可抑制ATR）、MMC及MMC ＋caffeine）的HCC1937(BRCA1缺陷型)和MCF7（BRCA1野生型）细胞的生长；并用Western blot检测MMC处理之后HCC1937细胞γ-H2AX的表达情况。结果表明，MMC和caffeine均可以抑制HCC1937的生长，但caffeine和MMC+caffeine的抑制效果是一样的；MMC和caffeine均可以抑制MCF7的生长，且MMC+caffeine处理比仅进行caffeine处理的抑制作用强；MMC处理之后，HCC1937的γ-H2AX表达显著升高。我们的结论是，在FANCD2的γ-H2AX依赖性转移中，H2AX的磷酸化并不依赖于BRCA1，不过，BRCA1和ATR应该参与一个相同的分子事件，可能是FANCD2的磷酸化。这个有待进一步的实验验证