中科院近代物理所胡步荣研究组揭示三维培养细胞辐射抗性机理
时间:2016-10-29 阅读:791
2016年10月13日,肿瘤学学术期刊《Oncotarget》杂志上在线发表了*近代物理研究所空间辐射生物研究室胡步荣研究员的一篇研究论文,研究在具有更接近人体生理特性的三维(3D)培养细胞辐射抗性内在机理研究方面获得新进展。
3D培养是一种基于基质胶为支架的新型细胞培养模式,其具有更接近人体的生理特性(图1),在生命现象与药物效应测试研究中渐广泛。前期的研究显示,与单层(2D)培养细胞相比,3D结构细胞具有一定的辐射抗性,其相关机理还不清楚。DNA甲基化是一种重要的表观遗传调控方式,能够导致 DNA序列不发生变化,但基因表达却发生了可遗传的改变。异常的DNA甲基化可能导致肿瘤发生、自身免疫病、衰老、神经精神异常等多种疾病。
从DNA甲基化角度,研究人员发现,辐射后2D与3D细胞整体甲基化水平均降低。但在3D细胞中,多个周期调控关键基因(RBL1,CCND1,CCNF等)表达较低;3D细胞辐射后,这些基因自身高甲基化的启动子发生明显的去甲基化,基因的表达水平显示明显的上调,而在2D培养细胞中无此现象发生。深入的研究显示,3D细胞RBL1启动子甲基化引起的低表达与其辐射抗性有较大关系(图2)。
研究表明:3D细胞培养是更接近人体生理特性的生命现象研究模型;RBL1启动子甲基化导致3D细胞的辐射抗性,为靶向调控RBL1,增加临床癌症放疗指数提供了理论依据和新的靶点。
图2 3D细胞中RBL1通过甲基化调控参与辐射应答,影响细胞辐射抗性