2016年10月13日，腫瘤學(xué)學(xué)術(shù)期刊《Oncotarget》雜志上在線發(fā)表了*近代物理研究所空間輻射生物研究室胡步榮研究員的一篇研究論文，研究在具有更接近人體生理特性的三維(3D)培養(yǎng)細(xì)胞輻射抗性內(nèi)在機(jī)理研究方面獲得新進(jìn)展。
3D培養(yǎng)是一種基于基質(zhì)膠為支架的新型細(xì)胞培養(yǎng)模式，其具有更接近人體的生理特性(圖1)，在生命現(xiàn)象與藥物效應(yīng)測試研究中漸廣泛。前期的研究顯示，與單層(2D)培養(yǎng)細(xì)胞相比，3D結(jié)構(gòu)細(xì)胞具有一定的輻射抗性，其相關(guān)機(jī)理還不清楚。DNA甲基化是一種重要的表觀遺傳調(diào)控方式，能夠?qū)е?DNA序列不發(fā)生變化，但基因表達(dá)卻發(fā)生了可遺傳的改變。異常的DNA甲基化可能導(dǎo)致腫瘤發(fā)生、自身免疫病、衰老、神經(jīng)精神異常等多種疾病。
從DNA甲基化角度，研究人員發(fā)現(xiàn)，輻射后2D與3D細(xì)胞整體甲基化水平均降低。但在3D細(xì)胞中，多個(gè)周期調(diào)控關(guān)鍵基因(RBL1，CCND1，CCNF等)表達(dá)較低;3D細(xì)胞輻射后，這些基因自身高甲基化的啟動(dòng)子發(fā)生明顯的去甲基化，基因的表達(dá)水平顯示明顯的上調(diào)，而在2D培養(yǎng)細(xì)胞中無此現(xiàn)象發(fā)生。深入的研究顯示，3D細(xì)胞RBL1啟動(dòng)子甲基化引起的低表達(dá)與其輻射抗性有較大關(guān)系(圖2)。
研究表明:3D細(xì)胞培養(yǎng)是更接近人體生理特性的生命現(xiàn)象研究模型;RBL1啟動(dòng)子甲基化導(dǎo)致3D細(xì)胞的輻射抗性，為靶向調(diào)控RBL1，增加臨床癌癥放療指數(shù)提供了理論依據(jù)和新的靶點(diǎn)。
圖2 3D細(xì)胞中RBL1通過甲基化調(diào)控參與輻射應(yīng)答，影響細(xì)胞輻射抗性
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