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化放联合疗法(CRT)是联合使用化疗和放疗治疗癌症的方法,是治疗多种实体肿瘤常用的和标准的治疗方案,其中包括结肠癌、头颈癌、胃癌、子宫颈癌、膀胱癌和肺癌。顺铂和其他铂类化疗药物能增强细胞对电离辐射的敏化度,是CRT中使用最广的抗癌药物。化疗和放疗的联合治疗具有超叠加性,即联合治疗时化疗药物作为辐射增敏剂,比单一治疗法更快的使肿瘤消退。但是,目前顺铂和辐射协同作用机制还不清楚,其临床治疗方案远未及理想。本论文的目标是揭示顺铂和辐射协同作用机制及两种因素在辐射增敏作用中的相对重要性,以达到优化抗癌药物CRT治疗效率的目的。本实验是利用5和10 eV的低能电子(LEE)照射DNA薄膜,低能电子是电离辐射产生的重要活性物种并在辐射对生物细胞的基因损伤中至关重要。实验以质粒DNA分子为目标生物分子,设计两组平行对比实验:1)DNA-低能电子辐射后与顺铂反应;2)DNA与顺铂反应后用低能电子辐射。用琼脂糖凝胶电泳分析DNA损伤后超螺旋减少(LS)、单链断裂(SSB)和双链断裂(DSB),并用大肠杆菌碱基切除修复核酸内切酶(Nth和Fpg酶)处理样品分析碱基位的化学改变。从各辐射-损伤曲线中得到相应DNA损伤的有效产率。实验结果显示药物作用-辐射实验比辐射-药物作用实验对比造成DNA更多破坏,前者比后者的LS和SSB产率增加了 3倍,DSB产率增加超过5倍。更值得注意的是在用内切酶处理后,DSB的产率增加5.3到15.4倍不等,这说明CRT过程中,会导致大量的10碱基对内碱基位上的化学改变,这种改变在细胞中将最终转变为致命损伤DSB。协同作用机制表明药物先与DNA结合,再进行辐射,能使高反应性的低能电子对DNA损伤达到最大,达到最大的辐射-药物协同效应。在CRT过程中,化疗药物和辐射引入相对时间的协同是导致超叠加效应的本质原因。本文对铂类药物和辐射协同作用根本机制的理解,通过增强对癌细胞DNA致命损伤和显著降低铂类药物的毒性,对指导CRT临床治疗方案的有效制定具有重大的现实意义。