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肺癌是人类最常见的肿瘤之一。2009年世界卫生组织公布的数据表明,氡及其子体的辐射照射是非吸烟者罹患肺癌的主要原因。氡的主要危害是衰变时不断发射出的高能α粒子,吸入后这些α粒子会滞留在人体的呼吸道表面,对局部细胞产生照射,从而诱发肺癌。本实验室前期研究表明,在α粒子辐射诱发永生化人支气管上皮细胞BEP2D恶性转化中,抗氧化系统关键酶GPX1和CAT的蛋白表达含量和活性降低,ROS(主要是羟自由基和过氧化氢)、脂质过氧化和DNA氧化损伤水平增高,细胞抗氧化防御能力减弱。GPX1和CAT在体内能将有毒性的过氧化氢转化为无毒害的水。由此我们推测：GPX1和CAT蛋白表达下调、活性降低引起细胞内ROS积聚,形成氧化压力,诱发DNA氧化损伤,可能是α粒子辐射诱发BEP2D细胞恶性转化的重要原因。迄今为止,国内外对GPX1和CAT在氡及其子体诱发肺癌过程中的作用研究还未见报道。本课题通过研究CAT和GPX1过表达对α粒子辐射致肺癌细胞模型BERP35T1内DNA氧化损伤水平以及细胞恶性表型的影响,探讨CAT和GPX1在氡致肺癌中的作用,旨在为氡致肺癌防治新措施的研究提供有效靶标。本课题采用基因重组技术构建了pEGFP-CAT和pEGFP-GPX1真核表达载体。利用脂质体法分别稳定转染了pEGFP-CAT和pEGFP-GPX1及其对照空载体pEGFP-N1至BERP35T1细胞,通过G418筛选出具有抗性的细胞克隆BERP35T1-CAT-7、BERP35T1-GPX1-6和BERP35T1-pEGFP细胞。采用Western blot免疫印迹法和Real-time PCR,鉴定绿色荧光蛋白显著表达的细胞株中CAT和GPX1蛋白及mRNA的表达情况。通过免疫细胞化学实验、MTT、划痕愈合实验、锚着独立性生长实验,分别检测CAT和GPX1过表达对BERP35T1细胞内DNA氧化损伤产物8-OHdG水平以及细胞的增殖、迁移和锚着独立生长能力的影响。研究结果发现,BERP35T1-CAT-7细胞中CAT蛋白表达是对照空载体转染细胞BERP35T1-pEGFP的5.72倍,CAT mRNA表达是后者的2.91倍；BERP35T1-GPX1-6细胞中GPX1蛋白表达是BERP35T1-pEGFP细胞的4.01倍,GPX1mRNA表达是后者的2.04倍。与BERP35T1和BERP35T1-pEGFP细胞相比,BERP35T1-G47-7细胞和BERP35T1-GPX1-6细胞内DNA氧化损伤产物8-OHdG水平降低(P<0.05),细胞的增殖、迁移和锚着独立生长能力均明显减弱(P<0.05)。本研究结果提示,CAT和GPX1过表达可能通过清除细胞内ROS显著抑制BERP35T1细胞的DNA氧化损伤水平以及增殖、迁移和锚着独立生长能力,从而部分逆转BERP35T1细胞的恶性表型。研究结果表明,CAT和GPX1过表达可部分逆转BERP35T1细胞增殖、迁移和锚着独立性等恶性表型,其机制可能与CAT和GPX1清除细胞内ROS,降低DNA氧化损伤水平有关。近年来,基因治疗是人类疾病治疗方法中一个研究热点,CAT和GPX1可能作为一个有效的选择性抗肿瘤治疗靶位,在氡等α粒子放射源致肺癌的预防和治疗等方面具有一定的应用前景。