低氧/厌氧产品案例——低氧与肿瘤放疗研究

文章出处：Front Cell Dev Biol, 2021, 9: 637454. 复旦大学放射医学研究所，上海

工作站使用情况：Invivo2 400            使用气体浓度：低氧（0.1% O₂）

摘要：辐射诱导的旁观者效应(RIBE)可能对放射治疗有潜在影响，然而低氧肿瘤细胞的放射生物学影响和潜在机制仍有待确定。使用两种人类肿瘤细胞系，肝癌 HepG2 细胞和胶质母细胞瘤 T98G 细胞进行实验，研究发现，在常氧和低氧条件下，在未照射的旁观者细胞（旁观者细胞与经 x 光照射的细胞共培养或用从经 x 光照射的细胞中收获的条件培养基处理）中观察到微核形成增加和细胞存活率降低；低氧肿瘤细胞的放射敏感性低于常氧细胞，在低氧条件下旁观者细胞诱发的微核率与常氧条件下测得的相似，表明 RIBE 在低氧细胞整体放射损伤中更显著。当低氧细胞在照射前和照射过程中用二甲基亚砜(一种活性氧清除剂)或氨基胍(一种一氧化氮合酶抑制剂)处理时，旁观者效应部分减弱。此外，当仅用 siRNA HIF-1α预处理低氧旁细胞时，RIBE 稍有降低，但如果用siRNA HIF-1α处理受照射细胞，低氧 RIBE 显著降低。此外，缺氧诱导因子-1α的表达可与其他下游效应分子如葡萄糖转运蛋白 1 (GLUT-1)、血管内皮生长因子(VEGF)和碳 酸 gan 酶(CA9)在低氧辐照细胞中的表达相关。然而，来自辐射细胞的条件培养基降低了旁观者细胞中 HIF-1α的表达。目前的结果表明，在低氧条件下，辐照的HepG2 和 T98G 细胞通过增加 HIF-1α的表达降低放射敏感性，并通过降低 HIF-1α的表达和调节其下游靶基因在辐照细胞和旁观者细胞中诱导旁观者效应。

FIGURE 2 | Micronucleus induction in non-irradiated bystander cells of HepG2 and T98G under hypoxic and normoxic conditions. The bystander cells were either co-cultured with irradiated conspecific cells (CC-O2 and CC-N2) or treated with the conditioned medium (CM-O2 and CM-N2) harvested from irradiated conspecific cells under the same oxygen conditions. The ratio of bystander micronucleus (A,B) to radiation-induced micronucleus of HepG2 cells (C) and T98G cells (D) under hypoxic and normoxic conditions.

 

FIGURE 6 | Expression of HIF-1α and its downstream proteins in irradiated hepatoma cells. Proteins were obtained from the two cell lines of HepG2 cells (A,B) and T98G cells (C,D) at 0, 2, 8, and 24 h post 5 Gy X-ray irradiation. The expression level of HIF-1α and its downstream proteins was compared with the corresponding β-actin and then normalized to that protein from cells under normoxia conditions.