封林奇,楊國(guó)榮,潘鷺翔,賈 博,穆 楠,顧錦濤*

(1空軍軍醫(yī)大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生理與病理生理學(xué)教研室,西安 710032;2空軍軍醫(yī)大學(xué)藥學(xué)系生物制藥學(xué)教研室;3空軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院神經(jīng)外科;*通訊作者,E-mail:gujintao@fmmu.edu.cn)

膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(glioblasoma, GBM, WHO Ⅳ級(jí))是惡性程度最高的膠質(zhì)瘤,具有廣泛增殖、高侵襲和易復(fù)發(fā)的特點(diǎn)。在臨床治療中,通過(guò)外科手術(shù)方式常常難以徹底切除,放療在手術(shù)治療后起到輔助治療的作用,術(shù)后放療可以控制GBM細(xì)胞生長(zhǎng),降低GBM復(fù)發(fā)率,延長(zhǎng)患者生存期。但是在放療中由于GBM細(xì)胞對(duì)放療的耐受,往往導(dǎo)致放療效果減弱,容易出現(xiàn)放療抵抗和腫瘤復(fù)發(fā),而增大放射劑量又會(huì)損傷周圍正常腦組織,所以提升放療敏感性被認(rèn)為是提高放療效果的積極方式。因此,系統(tǒng)闡明GBM放療抵抗機(jī)制,對(duì)于提高GBM放療敏感性、控制GBM生長(zhǎng)、抑制GBM復(fù)發(fā)有很重要的作用。

GBM較其他類型膠質(zhì)瘤具有更強(qiáng)的DNA損傷修復(fù)能力。GBM可通過(guò)高度活躍的DNA損傷修復(fù)系統(tǒng)修復(fù)放射受損的細(xì)胞,導(dǎo)致GBM呈現(xiàn)出很強(qiáng)的放療抵抗特性。因此,闡述影響DNA損傷修復(fù)能力的關(guān)鍵分子和信號(hào)通路是認(rèn)識(shí)GBM放療抵抗機(jī)制的重點(diǎn)之一。

放療可以對(duì)細(xì)胞內(nèi)的DNA造成多種形式的損傷從而達(dá)到殺傷腫瘤細(xì)胞的目的,在發(fā)生DNA損傷之后,部分GBM細(xì)胞會(huì)啟動(dòng)DNA修復(fù)系統(tǒng)而成功存活并引起GBM的復(fù)發(fā)。腫瘤細(xì)胞中主要存在4種主要的DNA修復(fù)途徑:雙鏈斷裂(double strand breaks,DSBs)、堿基切除修復(fù)(base-excision repair,BER)、核苷酸切除修復(fù)(nucleotide excision repair,NER)和錯(cuò)配修復(fù)(mismatch repair,MMR)。其中BER和DSBs修復(fù)研究在放療引起的DNA損傷修復(fù)中最為重要。放療可以導(dǎo)致活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS)形成,BER與ROS的形成有重要聯(lián)系,ROS的形成同時(shí)伴有DSB修復(fù),而DSB是GBM細(xì)胞中最致命的DNA損傷形式之一。本文從BER和DSB修復(fù)兩方面對(duì)放療引起GBM細(xì)胞DNA損傷及修復(fù)機(jī)制的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述,探尋這兩種DNA損傷修復(fù)方式在放射引起的GBM細(xì)胞中的分子作用機(jī)制。

1 堿基切除修復(fù)(BER)與GBM放療抵抗

BER是不正確或未修復(fù)的DNA堿基被DNA糖基化酶去除后的修復(fù)過(guò)程。放療造成的細(xì)胞毒性作用的機(jī)制是通過(guò)誘導(dǎo)ROS的產(chǎn)生,導(dǎo)致DNA和RNA損傷以及基因組穩(wěn)定性的降低。BER通路下一個(gè)被激活的酶是無(wú)嘌呤無(wú)嘧啶核酸內(nèi)切酶/氧化還原效應(yīng)因子(Ape1/Ref-1,APEX1),Ape1/Ref-1通過(guò)增強(qiáng)DNA修復(fù)和清除活性氧等雙重功能發(fā)揮作用。當(dāng)細(xì)胞暴露于放射條件下,放療可以使細(xì)胞內(nèi)ROS的產(chǎn)生增多、AP內(nèi)切酶活性增高導(dǎo)致DNA損傷,而放療不敏感細(xì)胞內(nèi)Ape1/Ref-1表達(dá)增多,使細(xì)胞內(nèi)ROS能維持在一個(gè)較低的水平,并且使堿基切除修復(fù)通路活躍,能夠抵抗放療引起的DNA損傷并及時(shí)進(jìn)行DNA損傷的修復(fù)[1]。BER引起的GBM放療抵抗機(jī)制與ROS、抗氧化劑CoQ和抗壞血酸等分子的作用有關(guān)。

GBM放療抵抗與線粒體病理生理學(xué)異常以及ROS大量被清除有關(guān)。GBM細(xì)胞存在具有很強(qiáng)糖酵解能力的Warburg效應(yīng),Warburg效應(yīng)能導(dǎo)致細(xì)胞高含氧量并產(chǎn)生有毒的H2O2,同時(shí)能夠?qū)е麓罅縍OS產(chǎn)生并被轉(zhuǎn)移到胞質(zhì)中,進(jìn)而協(xié)調(diào)多種機(jī)制導(dǎo)致放療抵抗。GBM細(xì)胞通過(guò)增強(qiáng)自身的抗氧化防御能力,即過(guò)氧化氫酶和線粒體超氧化物歧化酶(SOD2)水平升高,抵抗放療引起的細(xì)胞DNA損傷,使其成為GBM細(xì)胞一種重要的生存機(jī)制[2,3]。此外,谷胱甘肽是細(xì)胞中最豐富的非酶抗氧化分子,能使細(xì)胞不受氧氣和H2O2氧化,對(duì)細(xì)胞存活和細(xì)胞內(nèi)氧化還原平衡發(fā)揮特定的作用。增加還原型谷胱甘肽(GSH)水平能夠保護(hù)細(xì)胞中的ROS,從而參與放療抵抗[4],所以在GBM中,谷胱甘肽水平與放療的敏感性呈負(fù)相關(guān)。此外,乳酸鹽是一種抗氧化劑,需氧糖酵解產(chǎn)生的高乳酸水平也與放療抵抗有關(guān),乳酸水平與放療抵抗呈正相關(guān)[5,6]。

研究發(fā)現(xiàn),在長(zhǎng)期和短期的克隆實(shí)驗(yàn)中,CoQ均能使細(xì)胞對(duì)放療引起的DNA損傷和凋亡敏感。CoQ是一種抗氧化劑,可以降低細(xì)胞的總抗氧化能力,從而使細(xì)胞抗氧化機(jī)制失去活性。CoQ通過(guò)同時(shí)調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)乳酸和HIF-1α、過(guò)氧化氫酶活性以及SOD2和谷胱甘肽水平,使氧化平衡狀態(tài)被打破而趨向氧化狀態(tài),進(jìn)而導(dǎo)致GBM細(xì)胞凋亡而不影響正常星形膠質(zhì)細(xì)胞。CoQ能夠降低過(guò)氧化氫酶和SOD2活性,這與細(xì)胞內(nèi)乳酸水平的降低和放射增敏有關(guān),所以CoQ可作為一種有效分子聯(lián)合放療和替莫唑胺(temozolomide,TMZ),改善患者的預(yù)后[7]。因此,放療抵抗不是單一因素造成的,而是由多種酶和小分子調(diào)控的,這些酶和小分子的活性與ROS的水平有關(guān)。所以,CoQ通過(guò)調(diào)節(jié)相關(guān)的酶和小分子,可以與放療聯(lián)合治療,改善GBM患者預(yù)后。

另外,研究發(fā)現(xiàn)在小鼠膠質(zhì)瘤模型放療過(guò)程中,大劑量抗壞血酸能夠增強(qiáng)GBM細(xì)胞的放療敏感性。抗壞血酸能夠產(chǎn)生細(xì)胞外H2O2,H2O2擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)導(dǎo)致DNA損傷。然而,膠質(zhì)瘤細(xì)胞能夠快速攝取細(xì)胞外抗壞血酸,阻止細(xì)胞外抗壞血酸轉(zhuǎn)化為H2O2,降低DNA損傷的可能性,而且細(xì)胞內(nèi)的抗壞血酸具有抗氧化活性,也能保護(hù)細(xì)胞免受放療引起的氧化損傷。腫瘤微環(huán)境決定了抗壞血酸作為細(xì)胞外的促氧化劑,還作為細(xì)胞內(nèi)的抗氧化劑。在GBM中,腦微環(huán)境促進(jìn)抗壞血酸的積累,大劑量的抗壞血酸能夠促進(jìn)細(xì)胞外H2O2的產(chǎn)生和H2O2擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞,使氧化水平超過(guò)細(xì)胞內(nèi)抗氧化防御能力,能夠協(xié)同GBM的放療共同抑制堿基切除修復(fù)從而造成DNA損傷。同時(shí),抗壞血酸也能夠清除ROS,使細(xì)胞通過(guò)羥基化HIF-1α從而誘導(dǎo)缺氧反應(yīng)、促進(jìn)膠原合成和神經(jīng)元清除[8]。

2 DNA雙鏈斷裂(DSBs)修復(fù)與GBM放療抵抗

MRN復(fù)合體(Mre11-Rad50-Nbs1)作為DSB最開(kāi)始的也是最主要的傳感器,它是由Mre11、Rad50和Nbs1組成的。MRN復(fù)合物可以結(jié)合并穩(wěn)定斷裂的DNA末端。DNA損傷并伴隨DSBs后,ATM(ataxia telangiectasic-mutated gene)只能在MRN復(fù)合物存在的情況下被激活。ATM和MRN復(fù)合物之間的相互聯(lián)系是改變細(xì)胞對(duì)放療敏感性的潛在原因,ATM-MRN復(fù)合物中多種復(fù)合物的失活導(dǎo)致細(xì)胞對(duì)放療的敏感性增強(qiáng)[1]。

2.1 信號(hào)通路對(duì)DSB修復(fù)的影響

EGFR級(jí)聯(lián)反應(yīng)、PI3K級(jí)聯(lián)反應(yīng)、泛素化信號(hào)通路、cGMP信號(hào)通路4條通路及其部分關(guān)鍵靶向蛋白與DSB修復(fù)具有密切的關(guān)系,放療引起的信號(hào)通路的改變可以對(duì)DSB修復(fù)和GBM放療抵抗產(chǎn)生許多影響。

對(duì)于EGFR信號(hào)通路的研究發(fā)現(xiàn),在轉(zhuǎn)染EGFRⅧ的GBM細(xì)胞株中,EGFRⅧ的表達(dá)不僅可以促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng),還可以促進(jìn)放射誘導(dǎo)的DSB修復(fù),從而增強(qiáng)腫瘤的放療抵抗。所以抑制EGFR可減弱DSB修復(fù),進(jìn)而導(dǎo)致放射增敏。然而無(wú)論EGFR靶向與否,GBM細(xì)胞內(nèi)源性EGFRⅧ均不影響放射敏感性[9]。

在GBM細(xì)胞的級(jí)聯(lián)反應(yīng)中,PI3K生存級(jí)聯(lián)是能夠持續(xù)改變信號(hào)通路的一種級(jí)聯(lián)反應(yīng),持續(xù)改變的信號(hào)通路包括表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)的放大(45%)、PI3K催化亞基α功能的獲得(15%)和磷酸酶和tensin同族體的丟失(PTEN)(36%)。此外,大約88%的腫瘤研究表現(xiàn)異常激活的信號(hào)級(jí)聯(lián),這種信號(hào)級(jí)聯(lián)的作用可能非常復(fù)雜。最近研究表明,調(diào)控GBM細(xì)胞系和分化細(xì)胞的PI3K通路可以顯著抑制GBM的活性[10]。研究表明,低劑量、反復(fù)的放射會(huì)迅速改變細(xì)胞DNA損傷修復(fù)反應(yīng),PI3K級(jí)聯(lián)反應(yīng)的調(diào)節(jié)使這些細(xì)胞對(duì)凋亡不敏感,而放療聯(lián)合PI3K信號(hào)級(jí)聯(lián)的藥物抑制劑可以減少細(xì)胞數(shù)量并抑制腫瘤細(xì)胞的侵襲性。同時(shí)GBM干細(xì)胞可以通過(guò)阻斷PI3K信號(hào)而對(duì)放療敏感,但不影響其遷移能力。近年來(lái),MRN復(fù)合物被證實(shí)參與了癌細(xì)胞中PI3K/Akt通路的激活[11],MRN復(fù)合物和PI3K/Akt通路組分的同時(shí)激活和過(guò)表達(dá)可能與腫瘤內(nèi)MRN復(fù)合物數(shù)量增加有關(guān)。由于在惡性腫瘤中觀察到PI3K/Akt信號(hào)激活而放療的療效降低,因此提示PI3K/Akt通路和DNA損傷劑的相互作用可能幫助細(xì)胞從放療中逃逸[12]。

蛋白質(zhì)泛素化通路在GBM細(xì)胞DNA損傷中有重要作用,蛋白質(zhì)泛素化能夠調(diào)控蛋白質(zhì)的降解,去泛素酶可以維持蛋白不降解,這是一個(gè)雙向的動(dòng)態(tài)過(guò)程。其中的泛素特異性蛋白酶(ubiquitin specific peptidase,USPs)被認(rèn)為是一個(gè)重要的GBM治療靶點(diǎn),實(shí)驗(yàn)證明,USPs在GBM中通過(guò)調(diào)節(jié)ID1(inhibitor of differentiation 1)、CHEK1(check point kinase 1)干細(xì)胞維持和DNA損傷反應(yīng)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子,促進(jìn)膠質(zhì)瘤干細(xì)胞的自我更新和放療抵抗。抑制USP1能夠降低細(xì)胞修復(fù)能力和耐DNA損傷的能力,使細(xì)胞對(duì)DNA損傷敏感,從而導(dǎo)致GBM細(xì)胞對(duì)放療敏感。所以,蛋白質(zhì)的調(diào)節(jié)及其相互作用可能在今后對(duì)于靶向研究GBM放療抵抗方面有重要作用[13]。

cGMP通路在GBM細(xì)胞的侵襲性和放療抵抗中發(fā)揮作用。PDE5作為一種cGMP特異性水解酶,其介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)cGMP水解是由鳥(niǎo)苷酸活化酶(GCs)調(diào)節(jié)的。cGMP的增多能夠激活PKGs及其下游蛋白,而PKG能夠調(diào)控GBM細(xì)胞骨架相互作用進(jìn)而調(diào)節(jié)侵襲性。實(shí)驗(yàn)表明,PDE5的表達(dá)可破壞放療引起的DSB修復(fù),導(dǎo)致受損的DNA修復(fù)活性降低和GBM細(xì)胞存活率降低。同時(shí)抑制PDE5可能增加GBM細(xì)胞的PARP酶活性,參與GBM細(xì)胞放療抵抗[14]。因此,PDE5表達(dá)高的患者可以具有更高的放療敏感性,此發(fā)現(xiàn)可以在鑒別腫瘤、選取治療方案等方面起到作用。

綜上所述,以上提到了參與DSB修復(fù)和GBM放療抵抗的4條關(guān)鍵的通路及其重要的靶向分子,其為今后的GBM細(xì)胞放療敏感性的研究提供了新方向,為提高GBM患者放療療效提供前景。

2.2 相關(guān)蛋白表達(dá)對(duì)DSB修復(fù)的影響

DNA損傷修復(fù)相關(guān)蛋白表達(dá)的部分關(guān)鍵分子與DSB修復(fù)有密不可分的關(guān)系:ATM是DNA損傷的重要基因,在DSB修復(fù)中具有重要作用;MSI1在蛋白轉(zhuǎn)錄后編輯中作為RNA結(jié)合蛋白,在腫瘤干細(xì)胞自我更新和分化發(fā)揮作用;蛋白磷酸酶作用于蛋白質(zhì)表達(dá),作用于轉(zhuǎn)錄后水平的磷酸化和甲基化;PARP酶作為一個(gè)多功能蛋白質(zhì)翻譯后修飾酶,是DNA損傷感受器并參與DNA損傷的修復(fù);FOXMI作為一個(gè)細(xì)胞增殖過(guò)程中轉(zhuǎn)錄因子,參與轉(zhuǎn)錄過(guò)程的調(diào)控,且與DNA損傷修復(fù)有關(guān);端粒損傷在細(xì)胞周期中起到重要作用,對(duì)DNA損傷修復(fù)可能產(chǎn)生影響。

ATM在DNA識(shí)別和修復(fù)、調(diào)節(jié)細(xì)胞周期檢查點(diǎn)、細(xì)胞衰老發(fā)展、細(xì)胞凋亡等活動(dòng)中發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。ATM通過(guò)感應(yīng)放療引起的DSBs并向細(xì)胞周期檢查點(diǎn)發(fā)送信號(hào),防止DNA受損或復(fù)制不完全的細(xì)胞進(jìn)入有絲分裂的DNA修復(fù)過(guò)程。放療主要誘導(dǎo)DNA上DSB損傷,導(dǎo)致產(chǎn)生DNA損傷應(yīng)答(DDR),DDR介導(dǎo)的G2/M檢查點(diǎn)沉默能誘導(dǎo)增加修復(fù)DNA時(shí)間并延長(zhǎng)生存。放療能對(duì)廣泛增殖的GBM細(xì)胞產(chǎn)生毒性作用,ATM抑制藥物通過(guò)將膠質(zhì)瘤起始細(xì)胞系(glioma initiating cells,GICs)清除出G2/M檢查點(diǎn),特異性誘導(dǎo)GICs增殖,因此ATM抑制藥物能夠提高腫瘤對(duì)放療敏感性。研究表明,使用ATM抑制劑后再進(jìn)行放療,可以顯著增強(qiáng)放療的毒性作用[15],這提示了ATM抑制藥可顯著增強(qiáng)GBM放療敏感性。

MSI1(Musashi homolog 1,MSI1)作為一種重要的致癌因子,在GBM中表達(dá)較高,MSI1具有進(jìn)化保守性,在神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育和胚胎發(fā)生過(guò)程中發(fā)揮重要作用,MSI1是神經(jīng)干細(xì)胞中平衡自我更新和分化的重要調(diào)控分子,在基因調(diào)控活動(dòng)中廣泛地作為翻譯抑制因子和激活因子,所以MSI1可以以多種方式促進(jìn)GBM細(xì)胞的增殖。研究表明,MSI1影響許多與GBM細(xì)胞相關(guān)的過(guò)程,MSI1在DNA損傷修復(fù)和放療抵抗方面起到重要作用,同時(shí)MSI1可通過(guò)末端連接(end joining,EJ)增加DNA損傷修復(fù),并介導(dǎo)放療后GBM細(xì)胞的存活。放療能夠增加U251膠質(zhì)瘤細(xì)胞中MSL1水平,同時(shí)MSL1敲除會(huì)導(dǎo)致放療早晚期DNA損傷水平顯著增加。DNA-PKCS(DNA-dependent protein kinase subunit,PKCs)是雙鏈斷裂修復(fù)非同源性末端連接(non-homologous end joining,NHEJ)經(jīng)典通路的關(guān)鍵酶,其表達(dá)會(huì)受MSI1調(diào)控,MSI2表達(dá)可能是通過(guò)調(diào)節(jié)DNA-PKCS的表達(dá)與活性過(guò)程參與放療引起DNA損傷水平的降低和雙鏈斷裂修復(fù)中起到的作用[16]。綜上所述,放療能引起GBM細(xì)胞系中MSI1表達(dá),進(jìn)而提高細(xì)胞存活率。敲除MSI1后往往能引起蛋白激酶活化、DNA活化、催化多肽表達(dá)等,影響DNA損傷修復(fù),提高放射敏感性。

PP2A是一種絲氨酸/蘇氨酸磷酸酶,在細(xì)胞分裂進(jìn)程和DNA損傷反應(yīng)中發(fā)揮作用,PP2A是一種抑癌基因,其表達(dá)減少和功能喪失與多種腫瘤發(fā)生有關(guān)。N-CoR復(fù)合體作為維持GBM腫瘤干細(xì)胞中干細(xì)胞特性的主要成分,其包括N-CoR、組蛋白去乙?；瘡?fù)合物、類固醇激素受體和轉(zhuǎn)錄因子,具有抑制星形膠質(zhì)細(xì)胞分化的基因轉(zhuǎn)錄功能。LB100作為PP2A的抑制劑可以增強(qiáng)N-CoR復(fù)合體的AKT1的磷酸化,促進(jìn)膠質(zhì)細(xì)胞分化。此外,研究表明PP2A抑制劑可以通過(guò)參與多條通路(激活NF-κB通路、激活JNK通路、抑制Wnt/B通路等)抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng),其也可抑制放射引起的同源重組修復(fù)等使雙鏈DNA損傷增加。因此,PP2A可以作為提高放療敏感性重要的靶點(diǎn),為今后的GBM放療研究提供新方向[17]。

PARP酶和拓?fù)洚悩?gòu)酶在修復(fù)GBM細(xì)胞DNA損傷中具有重要作用,所以抑制PARP酶和拓?fù)洚悩?gòu)酶的活性可以阻止DNA損傷修復(fù),增加DSB的致死性損傷。研究表明,放療作用于DNA導(dǎo)致單鏈斷裂(single strand breaks,SSB)和DSB,其中未修復(fù)的DSB具有細(xì)胞毒性,導(dǎo)致細(xì)胞死亡,而DSB則可以通過(guò)同源重組或非同源重組通路進(jìn)行修復(fù)。聚核糖聚合酶(如PARP1和PAPR2)是BER的中間產(chǎn)物,能與SSB結(jié)合從而激活細(xì)胞修復(fù)SSB的過(guò)程[18]。因此,抑制聚核糖聚合酶蛋白可能產(chǎn)生未配對(duì)的SSB,進(jìn)而產(chǎn)生具有細(xì)胞毒性的DSB,導(dǎo)致放射增敏。拓?fù)洚悩?gòu)酶抑制劑(如TPT)通過(guò)增多S期細(xì)胞數(shù)量和抑制DNA損傷修復(fù),增強(qiáng)細(xì)胞放射敏感性。同時(shí)PARP抑制劑(a-966492)可以穿過(guò)血腦屏障,因此,治療GBM可以聯(lián)合使用PARP抑制劑和拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ抑制劑,這能夠顯著增強(qiáng)放射敏感性、改善放療療效,有望成為潛在的臨床治療方法[19]。

FOXM1(Forkhead box protein M1)是一種轉(zhuǎn)錄因子,其在調(diào)控細(xì)胞增殖、細(xì)胞周期進(jìn)展、細(xì)胞分化、DNA損傷修復(fù)、組織穩(wěn)態(tài)等多種生物學(xué)過(guò)程中發(fā)揮重要作用。有實(shí)驗(yàn)證明放療引起的STAT3活化與FOXM1表達(dá)相互調(diào)控,二者之間存在協(xié)同調(diào)節(jié)的正反饋調(diào)節(jié),所以放療引起的FOXM1表達(dá)依賴于STAT3的激活,FOXM1和STAT3共同調(diào)控GBM細(xì)胞的放療抵抗[20-22]。此外,研究表明,FOXM1是通過(guò)同源重組途徑修復(fù)DNA雙鏈斷裂所必需的,非同源重組途徑修復(fù)則不需要FOXM1末端連接,在FOXM1抑制的細(xì)胞中同源重組修復(fù)活性降低,所以FOXM1在DNA的DSB修復(fù)中發(fā)揮重要作用[23,24]。抑制FOXM1通過(guò)增強(qiáng)DNA損傷和減少DSB修復(fù),同時(shí)抑制同源重組通路,使GBM細(xì)胞對(duì)放療敏感。因此,FOXM1有希望成為一個(gè)潛在放療增敏靶點(diǎn)[25]。

端粒損傷位于線狀染色體末端,端粒存在G4穩(wěn)定結(jié)構(gòu),RHPS4(3,11-difluoro-6,8,13-trimethyl-8H-quino[4,3,2-kl]acridinium methosulfate)可與端粒區(qū)域G4結(jié)合,導(dǎo)致端粒損傷、細(xì)胞周期阻滯以及細(xì)胞生長(zhǎng)受損。放療療效與靶向端粒的功能有關(guān),RHPS4導(dǎo)致端粒功能失調(diào),增加了重組基因的染色體的端粒末端,干擾GBM中原本的放療引起的DSB修復(fù),進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞死亡。實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明,RHPS4是通過(guò)降低GBM干細(xì)胞中的CHK1和Rad51(recombination protein A,Rad51)的含量,進(jìn)而阻止GBM干細(xì)胞增殖。RHPS4在體內(nèi)能維持對(duì)GBM的放療敏感性,能夠在不同分化的GBM中通過(guò)端粒的靶向化、失功能化和穩(wěn)定RHPS4的靶點(diǎn)使GBM細(xì)胞對(duì)放療敏感,然而RHPS4在GBM干細(xì)胞中則缺乏端粒損傷和放療增敏的作用[26]。

綜上所述,上述幾個(gè)關(guān)鍵的分子在GBM細(xì)胞DSB修復(fù)過(guò)程中發(fā)揮重要作用,闡述說(shuō)明這些分子的作用機(jī)制對(duì)GBM細(xì)胞的增殖與DNA損傷修復(fù)有著至關(guān)重要的作用,對(duì)于提高放療敏感性及進(jìn)一步抑制膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的復(fù)發(fā)具有重大的臨床意義。

3 小結(jié)與展望

本文通過(guò)對(duì)GBM細(xì)胞的DNA損傷修復(fù)方面的闡述總結(jié)了GBM細(xì)胞放療抵抗的最新進(jìn)展,其中著重提到了GBM細(xì)胞的DNA損傷修復(fù)的堿基切除修復(fù)和DSB損傷修復(fù)。探討了堿基切除修復(fù)主要圍繞細(xì)胞內(nèi)外的氧自由基;DSB修復(fù)則圍繞重要的信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)與細(xì)胞增殖有關(guān)的關(guān)鍵分子展開(kāi)。以上這些都給GBM細(xì)胞放射增敏提供了潛在的靶點(diǎn)和不同的臨床分類治療的方法。在以后的GBM放療抵抗的研究中,針對(duì)腫瘤通用的信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)異常和增殖關(guān)鍵分子可能會(huì)提出新的對(duì)于GBM細(xì)胞在放療抵抗方面的作用,同時(shí),深入此方面的研究可能會(huì)在臨床藥物研發(fā)、化療聯(lián)合放療等方面起到很好的效果,有效延長(zhǎng)GBM患者的生存期。

此外,在GBM中有一小部分特殊的腫瘤細(xì)胞具有自我更新、不對(duì)稱分裂和多項(xiàng)分化潛能等干細(xì)胞特性,是高致瘤性的腫瘤細(xì)胞,稱之為GBM干細(xì)胞,膠質(zhì)瘤干細(xì)胞具有重新填充腫瘤的能力,并可介導(dǎo)放療和化療的抗性。當(dāng)前,有很大一部分研究指出GBM干細(xì)胞對(duì)射線的抗放療作用是由于優(yōu)先激活DNA損傷修復(fù)反應(yīng),進(jìn)而具有更強(qiáng)的DNA修復(fù)能力[27]。GBM干細(xì)胞獨(dú)特的放療抵抗,對(duì)GBM生長(zhǎng)發(fā)展也具有重要的作用,因此GBM干細(xì)胞放療抵抗機(jī)制可以作為今后的GBM細(xì)胞放療抵抗的重點(diǎn)研究方向。