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食管癌细胞株放射敏感性比较研究

【摘要】目的通过体外实验研究探讨人食管癌细胞株的放射敏感性。方法培养并使用6MVX线照射人食管癌细胞株TE-10、kyse-150,应用集落形成实验测定两株癌细胞照射后的存活分数,计算其的放射生物学参数。结果食管癌细胞株TE-10对放射治疗较kyse-150敏感,SF2为0.388,而kyse-150的SF2为0.758。结论相对于kyse-150,食管癌细胞株TE-10的放射敏感性更高。

【关键词】食管肿瘤;细胞株;放射敏感性

食管癌是我国最常见的恶性肿瘤之一,绝大多数病理为鳞癌,其发病率排国内肿瘤第四位。高达40%以上的食管癌发现时已失去手术机会、须以放疗为唯一根治性方法,再加上术后辅助治疗以放疗为主,因此放疗在食管癌治疗中占重要地位。然而,食管癌放疗后五年生存率仍徘徊在20~30%。因此,为提高放疗疗效,对食管癌患者放疗敏感性进行深入研究是有重要的临床价值。本研究使用集落形成实验,检测并比较食管癌细胞株TE-10、kyse-150的放射敏感性,以深入研究放疗的作用机理,最终为提高放疗疗效提供新思路。

一、材料与方法

1.细胞株培养条件:人食管癌细胞株TE-10、kyse-150,由苏州市立医院放疗科周俊东医生惠赠。细胞用RPMI1640培养基(含10%灭活胎牛血清),置于37℃、5%二氧化碳孵箱中进行培养。观察细胞生长周期,当其处于指数生长期时进行照射。2.照射条件:使用医用Varian23EX直线加速器所产生的6MVX线对细胞进行照射,照射方式为自上至下照射,源皮距100cm,照射野20cm×20cm,照射时培养瓶正置,瓶上放置总厚度为1.5cm的“固体水”,剂量率200cGy/min。3.集落形成实验:处于指数生长期的细胞,用0.25%胰蛋白酶消化,制成单细胞悬液,在六孔板的单个孔中,分别接种800个细胞。轻轻晃动使细胞均匀分散,在37℃孵箱中培养过夜;细胞贴壁后给予照射。分别给予0、1、2、3、5、7、10Gy单剂量照射,每个剂量点设三个平行样品,计算时取均数。继续培养于37℃孵箱;待培养瓶中出现肉眼可见的集落后终止培养,甲醇固定,Giemsa染色镜下计数超过50个细胞的集落。计算集落形成率(PE):PE=集落数/接种细胞数×100%。以未经照射六孔板中的集落形成率作为100%,根据不同剂量照射下的集落形成率计算细胞存活率(SF):SF=照射组PE/对照组PE×100%。4.统计学方法:数据采用SPSS13.0软件进行统计学分析。

二、结果

食管癌细胞种植于六孔板中,培养8d时形成肉眼可见的集落,2株细胞在未受X线照射时的集落形成率在48~92%之间,符合集落形成实验要求。实验结果显示,食管癌细胞株TE-10对放射治疗较kyse-150敏感,SF2为0.388,而kyse-150的SF2为0.758(见图1-2)。两株细胞之间的放射敏感性存在显著差异。

讨论

既往研究显示,不同种不同株肿瘤细胞内在的放射敏感性是不一样的,这被称为肿瘤的固有放射敏感性。这也是影响临床放疗效果的重要因素。体外测定肿瘤细胞的固有放射敏感性,能够在一定程度上反映体内肿瘤细胞的放疗临床效应。使用分子生物学方法,对肿瘤细胞固有放射敏感性进行机制研究,能够在基因水平探究其放疗效应差异,深层次解释放疗疗效不一的根源,并帮助解决放疗抵抗的问题。因此,进行肿瘤细胞体外放射敏感性的检测,可以帮助临床制订更为有效合理的放疗计划。集落形成实验,能反映照射后离体细胞存活情况,是肿瘤细胞体外放射敏感性最经典的检测方法。照射2Gy时的存活分数SF2是代表细胞放射敏感性的重要指标。此前研究报道,不同肿瘤的放射敏感性不一致。Reibeiro等[1]报道膀胱癌细胞株BL-17的SF2为0.57,而Daza等[2]报道舌鳞癌细胞株SCC-4的SF2为0.6。吴巍巍等[3]的研究显示不同胰腺细胞株的放射敏感性存在差异。细胞受照射后的死亡分为间期死亡和增殖性死亡。我们将细胞丧失了无限增殖的能力定义为放射生物学意义上的死亡,因为有的增殖性死亡出现在照射后的数个细胞周期内,也有的增殖性死亡则发生在照射后的数十个细胞周期后,因此尽量延长照射后培养的时间,可以更好地衡量存活细胞的多少。集落形成实验,培养时间一般在8~12天以上,符合这一要求。本研究显示,2株细胞在未受X线照射时的集落形成率在48~92%之间,符合集落形成实验的要求。本实验结果表明,食管癌细胞株TE-10对放射治疗较kyse-150敏感,SF2为0.388,而kyse-150的SF2为0.758(图1-A、B,表1)。两株细胞之间的放射敏感性存在显著差异。此结果表明不同食管癌细胞株间固有放射敏感性有差异。该结果可能说明食管癌的临床放疗效果不一的部分原因,提示应在临床治疗食管癌时给予个体化放疗。在未来的工作中,使用基因芯片,进一步比较两株细胞株的基因组差异,探究其放射敏感性差异背后的生物学基础,是一条重要的研究方向。除了不同种不同株肿瘤细胞株放射敏感性差异的比较,同一株肿瘤细胞株经适当处理后也可进行放射敏感性的研究。张力等[4]发现,食管癌细胞株KYSE-150经反复X线照射后,比亲本更具有放射抗拒性。这一方法可比较在同一基因组背景下照射处理后肿瘤株变化,增加了可比性,是另一个探究放射敏感性差异背后生物学基础的方法。我们将在日后工作中同时开展这一方向的工作。综上所述,本研究应用放射生物学方法,检测发现食管癌细胞株TE-10与kyse-150的放射敏感性存在显著差异,前者对放射治疗更敏感。从而为进一步研究放射敏感性差异的机制提供了基础资料,为深入研究如何提供食管癌临床疗效提供参考。

参考文献

[1]RibeiroJC,BarnetsonAR,FisherRJ,etal.Relationshipbetweenradiationresponseandp53statusinhumanbladdercancercells[J].IntJRadiatBiol,1997,72:11.

[2]DazaP,SchublerH,MemillanTJ,etal.Radiosensitivityanddoublestrand-breakrejoiningintumorigenicandnon-tumorigenichumanepithelialcelllines[J].IntJRadiatBiol,1997,72:91.

[3]吴巍巍,赵玉沛,廖泉,等.人胰腺癌细胞株放射敏感性的体外研究[J].中华肝胆外科杂志,2004,12:821-823.

[4]张力,李海英,吴式琇,等.X线反复照射人食管鳞癌细胞系KYSE-150的生物效应研究[J].中华放射肿瘤学杂志,2010,1:60-63.

作者:华晔 赵凯 张开军 陶纲 戴东方 戴春华 邵启祥 王景芝


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