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熱療研究常用的方法

熱療研究常用的方法

2.2測(cè)定細(xì)胞雕亡的方法

加溫引起細(xì)胞周期阻滯并引發(fā)細(xì)胞凋亡,凋亡細(xì)胞的定性和定量測(cè)定可以作為評(píng)定細(xì)胞熱效應(yīng)的客觀指標(biāo)。

2.2.1  光學(xué)顯微鏡下觀察細(xì)胞凋亡

凋亡細(xì)胞的組織學(xué)變化表現(xiàn)為:只發(fā)生在單個(gè)細(xì)胞或幾個(gè)細(xì)胞而周圍細(xì)胞是完好無損的并無炎癥反應(yīng)表現(xiàn)。在光學(xué)顯微鏡下凋亡細(xì)胞最主要的變化是核內(nèi)染色質(zhì)的濃縮,形成染色質(zhì)塊,并貼在核的邊緣,呈現(xiàn)月牙形或沙丘狀。進(jìn)一步則呈分葉狀或花瓣?duì)睿詈蠓蛛x形成多個(gè)核碎片。細(xì)胞胞質(zhì)固縮,體積縮小,細(xì)胞表面起泡,成不規(guī)則形狀。凋亡小體出現(xiàn),并可見凋亡小體被周圍巨噬細(xì)胞吞噬現(xiàn)象。通過計(jì)數(shù)凋亡細(xì)胞,可以計(jì)算凋亡指數(shù) ( apoptotic index )。

2.2.2  流式細(xì)胞分析法

流式細(xì)胞術(shù)( FCM, flow cytometry )是對(duì)單細(xì)胞多項(xiàng)特征進(jìn)行快速測(cè)定的生化技術(shù)。其原理為:經(jīng)過特異的熒光染料染色的單細(xì)胞懸液受到一束預(yù)定波長的激光照射時(shí)可以發(fā)出熒光,熒光的強(qiáng)度與所染物質(zhì)的量成正比,因此,測(cè)出熒光強(qiáng)度即可得知所測(cè)物質(zhì)的相對(duì)含量,若將受激產(chǎn)生的熒光,經(jīng)光電倍增管接收放大,并送電子計(jì)算機(jī)處理即可得出所需參數(shù)。細(xì)胞經(jīng)DNA熒光染料(如碘化丙啶)標(biāo)記后,F(xiàn)CM可測(cè)定單個(gè)細(xì)胞DNA含量,經(jīng)電子計(jì)算機(jī)處理可得出細(xì)胞群DNA含量的分布圖,亦稱細(xì)胞周期直方圖(見圖3.2.1),直方圖的橫坐標(biāo)表示DNA含量,縱坐標(biāo)表示細(xì)胞出現(xiàn)的頻率,即相對(duì)細(xì)胞數(shù)。左邊第一峰是由G1和G0細(xì)胞組成,右邊小峰由G2和M期細(xì)胞組成,中間部分是S期細(xì)胞。如果在G1峰前出現(xiàn)Sub-G1峰,它是由帶有DNA降解的凋亡細(xì)胞組成。經(jīng)計(jì)算機(jī)軟件處理可計(jì)算出G0/G1、S、G2/M各細(xì)胞周期細(xì)胞所占比例和Sub-G1凋亡細(xì)胞的比例(見表3.2.1)。

將細(xì)胞消化后離心,沉淀后用70%冰乙醇固定,于40C下過夜,離心,用PBS液洗2遍,加RNA酶(50ug/ml)、370C作用1小時(shí),再用PI溶液(100ug/ml)染色DNA 30分鐘,在流式細(xì)胞儀上進(jìn)行分析。

2.2.3  DNA片段化分析法 ( DNA ladder )

細(xì)胞凋亡的最后通路是細(xì)胞染色質(zhì)DNA特征性的片段化降解。細(xì)胞發(fā)生凋亡,其DNA的降解不是隨機(jī)位點(diǎn)上發(fā)生斷裂,而是在兩個(gè)核小體 ( nucleosome ) 之間的連接部位發(fā)生斷裂。所以這些DNA片段就是在形態(tài)學(xué)上出現(xiàn)若干大小不一的由180個(gè)堿基對(duì)的整倍數(shù)的寡核苷酸片段組成。因此,從發(fā)生細(xì)胞程序化死亡的細(xì)胞中提取染色體DNA,進(jìn)行瓊脂糖 ( agarose ) 凝膠電泳時(shí),能觀察到呈不連續(xù)但具有特定大小的條帶狀,稱為云梯 ( ladder ) 狀。這是細(xì)胞程序化死亡最重要的生物化學(xué)特征之一,也是DNA片段化分析法檢測(cè)細(xì)胞凋亡的原理。該法是先用酸或氯仿提取DNA,再用乙醇沉淀,在明膠板上進(jìn)行電泳后,用溴化乙錠著色,出現(xiàn)特征性的DNA梯形條帶。此法敏感性不高,需要106個(gè)以上細(xì)胞。

2.2.4 原位末端標(biāo)記檢測(cè)凋亡效應(yīng) ( TUNEL 分析 )

這是一種對(duì)單個(gè)細(xì)胞通過顯示DNA的降解來檢測(cè)凋亡的技術(shù),屬于原位末端標(biāo)記技術(shù)( in situ end labeling techniques, ISEL )中的一種。該法是對(duì)細(xì)胞經(jīng)甲醇固定處理后,滴加轉(zhuǎn)化劑-POD, 蘇木精復(fù)染,用DNAase I 處理細(xì)胞,使之產(chǎn)生DNA鏈缺口,再滴加TUNEL反應(yīng)混合液。以細(xì)胞出現(xiàn)棕黃色顆粒為陽性凋亡細(xì)胞,每張細(xì)胞片選擇3個(gè)區(qū)在300倍視野下連續(xù)計(jì)數(shù)200個(gè)細(xì)胞,計(jì)算其中凋亡細(xì)胞的百分率。

第2章           加溫后的生物學(xué)改變

3.2  分子,基因水平

熱療的作用靶是真核細(xì)胞的核染色體具有雙螺旋結(jié)構(gòu)的DNA,產(chǎn)生單鏈斷裂(可修復(fù))和雙鏈斷裂(不可修復(fù))。加溫誘導(dǎo)產(chǎn)生的熱休克蛋白70 ( HSP70, heat shock protein )都有促進(jìn)細(xì)胞損傷修復(fù)的作用;另一方面,加溫也使細(xì)胞內(nèi)溶酶體酶活性增加,其崩解釋放的消化酶使損傷細(xì)胞蛋白消化溶解。加溫誘導(dǎo)產(chǎn)生的腫瘤壞死因子a ( TNFa, tumor necrosis factor )對(duì)細(xì)胞凋亡起促進(jìn)作用。加溫尤其是在高溫下,細(xì)胞內(nèi)DNA損傷修復(fù)的聚合酶活性下降,使加溫所致DNA損傷修復(fù)受阻。加溫產(chǎn)生細(xì)胞周期阻滯,由此啟動(dòng)修復(fù)過程,如果細(xì)胞損傷不能修復(fù),將引發(fā)細(xì)胞程序化死亡過程,即凋亡發(fā)生。P53抑癌基因?qū)訙睾蠹?xì)胞周期阻滯和凋亡都起著重要的調(diào)控作用。

P53基因位于人17號(hào)染色體上 ( 17p13.1 ),因編碼一分子量53KD的核磷酸蛋白而得名。P53基因全長約20kb,有11個(gè)外顯子,10個(gè)內(nèi)含子,編碼393個(gè)氨基酸。P53蛋白有三個(gè)結(jié)構(gòu)區(qū):N-末端為酸性區(qū),具有轉(zhuǎn)錄激活功能,可與許多轉(zhuǎn)錄因子相互作用;中央疏水區(qū)富含脯氨酸具有序列特異性DNA結(jié)合特性;C-末端是堿性區(qū),為高活性的關(guān)鍵區(qū)域,易形成a螺旋和轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu),其寡聚區(qū) ( 第319-360氨基酸殘基)所形成的二聚體或四聚體對(duì)于p53蛋白與系列特異性DNA的結(jié)合而發(fā)揮的反式激活功能具有關(guān)鍵作用。

P53基因的主要功能:一是作為細(xì)胞周期檢查點(diǎn) ( checkpoint ), 起分子警察的作用。即細(xì)胞受損時(shí),DNA損傷可誘導(dǎo)短時(shí)間p53基因的表達(dá),p53蛋白可與DNA調(diào)控區(qū)結(jié)合,使CKI基因WAF1/ CIP1( WAF1, wild-type p53 transactivated gene, CIP1, Cdk-interacting protein ) 表達(dá),其產(chǎn)物為p21蛋白,而p21可抑制細(xì)胞周期蛋白D激酶 ( CDK )活性,使cyclin-cdk不能磷酸化pRb,從而阻礙了E2F的釋出,使DNA合成的有關(guān)基因不能表達(dá),使細(xì)胞不能進(jìn)入DNA合成的S期,這樣損傷的細(xì)胞則停滯在G1期,為細(xì)胞DNA的修復(fù)創(chuàng)造條件。P53除了誘導(dǎo)和促進(jìn)G1期阻滯外,還有觀察到對(duì)某些細(xì)胞的G2期阻滯。P53基因的另一重要功能是誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。當(dāng)細(xì)胞DNA損傷不能修復(fù)時(shí),p53會(huì)誘導(dǎo)細(xì)胞進(jìn)入編程化死亡過程。它可能通過兩種途徑來調(diào)控凋亡:一是通過特異性轉(zhuǎn)錄激活 ( sequence specific transcription activation, SST )方式,p53直接激活死亡基因,如bax,或者抑制存活基因,如bcl-2。Bax 比例上調(diào),和/或bcl-2比例下調(diào),均可促進(jìn)細(xì)胞凋亡。二是p53通過非SST依賴途徑起作用。P53基因?qū)δ[瘤組織有抑制作用,一是它可抑制腫瘤細(xì)胞生長,二是它可抑制腫瘤血管的生成,其機(jī)制可能是p53通過抑制血管內(nèi)皮生長因子 ( VEGF )的作用有關(guān)。

P53基因與腫瘤細(xì)胞的熱敏感性密切相關(guān)。對(duì)于攜帶野生型p53的細(xì)胞,加溫后p53表達(dá)增加,對(duì)加溫引導(dǎo)的凋亡效應(yīng)起促進(jìn)作用,對(duì)于攜帶突變型p53的細(xì)胞,加溫后突變型p53表達(dá)也增加,與加溫產(chǎn)生的熱休克蛋白70協(xié)同,對(duì)加溫引導(dǎo)的凋亡效應(yīng)起減弱作用(7,9)。加溫使腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞周期G1期或S期阻滯,并引發(fā)凋亡。具有正常功能的野生型p53可以增強(qiáng)細(xì)胞熱效應(yīng), 使細(xì)胞周期阻滯更延遲和凋亡比例增加,而p53缺失或變異將會(huì)減弱或失去這種作用(4、5、6、7、8、9)。

本作者采用本研究所腫瘤分子生物室構(gòu)建的帶有不同p53狀況的4種人胃腺癌細(xì)胞,即通過脂質(zhì)體介導(dǎo)的野生型p53基因質(zhì)粒、突變型p53基因質(zhì)粒、和無p53基因的空載質(zhì)粒轉(zhuǎn)移進(jìn)有p53缺陷的人胃癌BGC-823細(xì)胞中,其中帶有野生型p53 的BGC823-wtp53細(xì)胞 ( 略為W細(xì)胞 ),帶有突變型p53 的BGC823-mutp53細(xì)胞 ( 略為M 細(xì)胞 ),帶無 p53空載質(zhì)粒的BGC823-vect細(xì)胞 (略為neo細(xì)胞)和親本BGC823細(xì)胞 ( 略為823細(xì)胞 ),用于本實(shí)驗(yàn)。用FCM分析加熱42°C,2h或43°C,30min后,在37°C培養(yǎng)下,8h或16h后,4種細(xì)胞的細(xì)胞周期再分布和凋亡的比例,結(jié)果(見圖3.2.1和表3.2.1)顯示在37°C對(duì)照條件下,4種細(xì)胞的細(xì)胞周期各時(shí)相比例都沒有明顯差異。在兩種加溫條件下,在37°C恢復(fù)8h或16h后,只有W細(xì)胞出現(xiàn)強(qiáng)烈的S期阻滯,在16h后出現(xiàn)明顯的預(yù)示凋亡的Sub-G1峰,而其他3種p53異常細(xì)胞的細(xì)胞周期各時(shí)相都沒有發(fā)生明顯的變化,也沒有出現(xiàn)Sub-G1峰。43°C,30min兩次加溫4種細(xì)胞種植腫瘤,其腫瘤相對(duì)體積曲線顯示,W細(xì)胞腫瘤生長比其他3種細(xì)胞腫瘤更明顯受到抑制(見圖3.2.2 )。以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果充分說明,野生型p53促進(jìn)了加溫所產(chǎn)生的細(xì)胞周期阻滯和凋亡,從而明顯地提高了腫瘤細(xì)胞的熱敏感性。

圖3.2.1 四種胃癌細(xì)胞43°C,30min后16h流式細(xì)胞分析圖

A、B、C、D為4種細(xì)胞在37°條件下16h,而E、F、G、H為43°C,30min后16h所顯示的G0/G1、S、G2/M期峰的直方圖。只有E圖顯示W(wǎng)細(xì)胞在43°C,30min后16h,S期峰明顯增大和在G0/G1峰前出現(xiàn)明顯的Sub-G1峰,預(yù)示凋亡出現(xiàn)。

表3.2.1 W細(xì)胞和M細(xì)胞細(xì)胞周期各時(shí)相和凋亡的比例

只有W細(xì)胞在兩種加溫后8或16小時(shí),S期比例明顯增加,并出現(xiàn)明顯的凋亡分別為10.5%和12.3%。

圖3.2.2 43°C,20min,2次加溫后四種細(xì)胞種植腫瘤抑制曲線

顯示只有W細(xì)胞腫瘤受到明顯抑制,到20天時(shí)僅增大了1倍,

而其他3種細(xì)胞腫瘤到20天時(shí)增大了2.7~3.6倍,生長速度顯著地高于W細(xì)胞。

以上4種細(xì)胞感染腺病毒攜帶p53基因 (Adp53) 懸液,如果采用MOI(multiplicity of infection )100的病毒劑量,可以達(dá)到細(xì)胞100%感染率和p53蛋白在細(xì)胞核內(nèi)高表達(dá),并產(chǎn)生細(xì)胞周期G2/M期阻滯和凋亡以及細(xì)胞增殖抑制。Adp53基因的作用不依賴于細(xì)胞內(nèi)在p53狀態(tài)。如果以凋亡作為熱效應(yīng),Adp53基因感染W(wǎng)細(xì)胞或M細(xì)胞2天后結(jié)合兩種加溫(42°C,2h或43°C,30min)后,Adp53的熱增效比,對(duì)W細(xì)胞為1.6~3.3,而對(duì)M細(xì)胞為1.8~2.1。W和M細(xì)胞裸鼠后肢種植腫瘤內(nèi)注射Adp53懸液2天后,行43°C,30min加溫,以腫瘤相對(duì)體積曲線顯示,Adp53對(duì)W細(xì)胞腫瘤的熱增效比為1.16,而對(duì)M細(xì)胞腫瘤為1.21(12)。通過這種腺病毒介導(dǎo)轉(zhuǎn)入p53的方法是目前使用最多的基因?qū)氲姆椒,我們的研究結(jié)果也證明:通過P53基因?qū),可以有效地重建腫瘤細(xì)胞內(nèi)變異的p53基因,通過延遲G2/M期阻滯和增加凋亡,使腫瘤細(xì)胞熱敏感性明顯提高,起到熱增效的作用。今后我們將嘗試通過腫瘤內(nèi)注射Adp53懸液,結(jié)合熱療,來提高腫瘤的熱療療效。

增強(qiáng)治療基因在腫瘤細(xì)胞和組織中的表達(dá)來提高放療、熱療和化療的效應(yīng),是目前關(guān)注的亮點(diǎn)。象p53基因?qū)氲牟呗砸粯,用腺病毒攜帶IL-12 ( interleukin-12)或TNFa感染細(xì)胞后42°C,30min加溫,使IL-12或TNFa在細(xì)胞內(nèi)表達(dá)13600或6.8′105倍升高。腫瘤內(nèi)注射AD-IL-12后加溫使腫瘤生長明顯受抑制(14)。IL-12或TNFa都是適于熱誘導(dǎo)表達(dá)的基因,它們和熱療起協(xié)同的作用。

3.3  細(xì)胞凋亡

細(xì)胞死亡可以分為細(xì)胞壞死( necrosis ) 和細(xì)胞程序化死亡( PCD, programmed cell death)兩種類型,,后者又稱為凋亡( apoptosis )。該詞源于希臘語,原意為花瓣或樹葉的凋落。細(xì)胞壞死是指機(jī)體或細(xì)胞受到外界強(qiáng)烈的刺激,如物理的低氧、低溫或高溫,以及化學(xué)因素?fù)p傷時(shí)所發(fā)生的一種強(qiáng)烈而快速的被動(dòng)性的細(xì)胞死亡過程。最早的形態(tài)學(xué)特征變化是細(xì)胞發(fā)生腫脹,胞漿和細(xì)胞器都發(fā)生腫脹,細(xì)胞膜和細(xì)胞器膜繼而破潰和消失,最終被水解酶、磷酸脂酶、蛋白酶等消化殆盡。細(xì)胞核內(nèi)染色質(zhì)先呈為絮狀,繼而整體胞核發(fā)生固縮、碎裂和溶解,其變化的基礎(chǔ)是細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)的變性進(jìn)而凝固,所以又被稱為凝固性壞死,在水解酶的作用下壞死組織迅速液化,又可稱為液化性壞死。1971年Kerr 提出了有別于壞死的另一種細(xì)胞“自殺性”死亡,稱為apoptosis。這是一種細(xì)胞主動(dòng)的,由各種生理或病理性因素誘發(fā)或抑制的,并受各種基因調(diào)控的編程化死亡過程。它的原意是指發(fā)育過程中,定時(shí)出現(xiàn)的生理性刺激導(dǎo)致的死亡,是機(jī)體為保持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的一種自主性的清除過程,是機(jī)體內(nèi)的一種生理過程。與細(xì)胞壞死過程截然不同,細(xì)胞程序化死亡在形態(tài)學(xué)上具有獨(dú)特的改變。,細(xì)胞首先變圓,隨即與周圍細(xì)胞連接消失,微絨毛丟失,胞漿濃縮,染色質(zhì)則濃縮成大小不等的半月狀,并凝聚在核膜周邊,再裂解為小片段,核仁裂解,進(jìn)而細(xì)胞膜內(nèi)陷將細(xì)胞自行分割包裹,形成外有包膜的細(xì)胞凋亡小體( apoptosis body )。這些凋亡小體可被鄰近細(xì)胞所吞噬清除。細(xì)胞凋亡的生物化學(xué)特征主要是細(xì)胞核內(nèi)的DNA被核酸內(nèi)切酶降解,產(chǎn)生若干大小不一的由180個(gè)堿基對(duì)的整倍數(shù)的寡核苷酸片段組成,如在瓊脂糖凝膠電泳上檢測(cè),能觀察到特征性梯狀DNA條帶圖譜 ( DNA ladder )。細(xì)胞凋亡過程有新的基因表達(dá)和蛋白質(zhì)合成,因而也是需要能量的過程。細(xì)胞凋亡是單個(gè)細(xì)胞的事件,不發(fā)生炎癥反應(yīng)。凋亡起始于核內(nèi)DNA的斷裂,壞死起始于膜功能的改變,后期也發(fā)生細(xì)胞核內(nèi)DNA降解,兩種壞死以不同途徑和方式,最后“異途同歸”,都進(jìn)入后階段的繼發(fā)性死亡( secondary necrosis )。加溫和輻射、化療藥一樣,都引發(fā)細(xì)胞的凋亡,通過了解細(xì)胞凋亡的調(diào)控機(jī)制,對(duì)于增加熱療對(duì)腫瘤細(xì)胞的凋亡效應(yīng),無疑具有十分重要的意義。

凋亡過程:

細(xì)胞濃縮

核染色體濃聚成月牙形、裂解成DNA片段

細(xì)胞膜內(nèi)陷分割

包裹形成凋亡小體

小體被吞噬

壞死過程:

細(xì)胞腫脹、破裂

核染色體固縮、裂解

細(xì)胞降解、碎片被

吞噬

細(xì)胞程序化死亡的機(jī)制:

發(fā)生程序化死亡的細(xì)胞發(fā)生各種生物化學(xué)以及結(jié)構(gòu)的變化,最早的特征性變化即為細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度的3~5倍的升高,繼而激活一些鈣離子依賴性蛋白酶類,如內(nèi)源性核酸內(nèi)切酶 ( endogenous endonuclease )被激活,它從核小體(DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的基本組成單位)連接部位的DNA序列上切割開來,產(chǎn)生的DNA片段都是由180個(gè)堿基對(duì)的整倍數(shù)的寡核苷酸片段。除此之外,作為第二信使的環(huán)磷酸腺苷 ( cAMP )在細(xì)胞內(nèi)濃度升高,它通過蛋白激酶A ( PKA, protein kinase A ) 的介導(dǎo),也參與誘導(dǎo)和調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡。細(xì)胞凋亡的最終結(jié)果都是細(xì)胞染色質(zhì)DNA片段化特征性的降解,最后產(chǎn)生細(xì)胞碎片,形成凋亡小體,被單核-巨噬細(xì)胞、或上皮細(xì)胞,甚至為腫瘤細(xì)胞所吞噬和消化。DNA的片段化,實(shí)際上就是DNA雙鏈斷裂不能修復(fù)的最終結(jié)果,可能就是細(xì)胞的真正死因。

細(xì)胞程序化死亡是一種由基因表達(dá)調(diào)控的疾病或生理過程。細(xì)胞凋亡的調(diào)控基因主要分為兩大類:一類是促進(jìn)細(xì)胞程序化死亡的基因,又稱為細(xì)胞自殺基因 ( cell suicide gene ),其中細(xì)分為兩個(gè)亞類,即細(xì)胞凋亡促進(jìn)基因 (apoptosis-promoting gene ) 和細(xì)胞增殖抑制基因 ( proliferation-suppressive gene ),另一類是促進(jìn)細(xì)胞生存的基因,又稱為細(xì)胞生存基因 ( cell survival gene ), 同樣也細(xì)分為兩個(gè)亞類,即細(xì)胞凋亡抑制基因 ( apoptosis-suppressive gene ) 和細(xì)胞增殖促進(jìn)基因 ( proliferation-promoting gene )。細(xì)胞的生存和死亡,就是這兩類基因正負(fù)調(diào)控最后平衡的結(jié)果。如果細(xì)胞凋亡及其相關(guān)基因表達(dá)水平占上風(fēng),就決定了細(xì)胞的死亡,反之,如果細(xì)胞生存及其相關(guān)基因表達(dá)水平占上風(fēng),就決定了細(xì)胞的生存。為了提高熱療對(duì)腫瘤細(xì)胞的凋亡效應(yīng),我們可以人工地提高細(xì)胞凋亡促進(jìn)基因的表達(dá)或降低細(xì)胞凋亡抑制基因,作為熱療基因調(diào)控的新靶點(diǎn),這是熱療結(jié)合基因治療的新策略。下面我們探討一下細(xì)胞凋亡調(diào)控的幾種主要基因以及它們的調(diào)控機(jī)制。(圖3.3.2)

p53抑癌基因是一種直接參與細(xì)胞凋亡的蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)基因,起促進(jìn)凋亡的作用。加溫可以刺激細(xì)胞內(nèi)p53基因的表達(dá)短暫升高。熱療誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的過程是受p53基因調(diào)控的,是一種p53依賴性的過程(4,5,6,7,8,9,10)。p53對(duì)細(xì)胞凋亡的調(diào)控可能與促進(jìn)細(xì)胞膜表面受體Fas/APO1的表達(dá)相關(guān)。頻發(fā)于癌細(xì)胞中的原癌基因Bcl-2基因的過表達(dá),可以抑制野生型p53介導(dǎo)的細(xì)胞程序化死亡,表明bcl-2是一種細(xì)胞凋亡抑制因子,其抗凋亡機(jī)制可能與拮抗氧自由基等所引起的細(xì)胞氧化有關(guān)。Bcl-2也降低了加溫產(chǎn)生的凋亡效應(yīng)(11)。野生型p53通過其調(diào)節(jié)作用,即降低Bcl-2基因的表達(dá)和同時(shí)誘導(dǎo)bax基因(細(xì)胞凋亡促進(jìn)基因)的表達(dá)水平升高,來誘導(dǎo)細(xì)胞的凋亡。P53蛋白對(duì)于bax啟動(dòng)子具有直接的轉(zhuǎn)錄激活作用,最終使bax/bcl-2的比例升高是增加細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵。作為癌基因k-ras基因的產(chǎn)物p21/WAF1/ CIP1 蛋白,是細(xì)胞周期蛋白D激酶 ( CDK )的抑制劑,可在轉(zhuǎn)錄水平上被p53激活,抑制細(xì)胞G1/S期的進(jìn)展,從而引發(fā)細(xì)胞凋亡,加溫后也證實(shí)了p53上調(diào)WAF1而誘導(dǎo)凋亡的作用(8)。由此可以看出野生型p53是很重要的凋亡轉(zhuǎn)錄因子,也是凋亡的效應(yīng)因子,如果p53發(fā)生變異,將失去以上功能,反而成為抑制凋亡的癌基因,突變型p53存在于50%以上人類腫瘤,這是腫瘤細(xì)胞熱反應(yīng)性降低的基因基礎(chǔ)。

除了bcl-2之外,在生長因子缺少的條件下,原癌基因 ( proto-oncogene ) c-myc的表達(dá)可以誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。加溫誘導(dǎo)腫瘤壞死因子a ( TNFa) 表達(dá)增加, TNFa對(duì)凋亡起促進(jìn)作用。

加溫后誘發(fā)細(xì)胞產(chǎn)生凋亡,有一個(gè)引發(fā)、發(fā)展、高峰、減弱的過程,與加溫溫度和加溫時(shí)間呈正相關(guān)關(guān)系。對(duì)于攜帶野生型p53的細(xì)胞,加溫后p53表達(dá)增加,對(duì)加溫引導(dǎo)的凋亡效應(yīng)起促進(jìn)作用,對(duì)于攜帶突變型p53的細(xì)胞,加溫后突變型p53表達(dá)也增加,與加溫產(chǎn)生的熱休克蛋白70協(xié)同,對(duì)加溫引導(dǎo)的凋亡效應(yīng)起減弱作用(7,9)。

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(中華熱療學(xué)會(huì) )