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第一部分构建稳定表达的U87-DCX、U87-NG细胞株目的:构建针对DCX的质粒载体,转染U87-MG细胞株,通过筛选获得DCX表达的稳定转染的细胞模型。方法:采用UbC-GFP-L.V.慢病毒感染U87-MG细胞株,选择感染效率高、MOI值高、对细胞毒性低为最佳感染条件,获得U87-DCX和U87-NG细胞株,用PCR和Western Blot方法检测。结果:U87-DCX细胞为DCX过表达的稳定转染细胞,目的基因DCX融合GFP和FLAG共同表达;Western Blot检测到72-95KD处有阳性条带;其大小和DCX-GFP-FLAG融合蛋白(48KDa+28KDa+2KDa=78KDa)相吻合。表达克隆中插入目的基因片段大小为1326bp。结论:U87-DCX、U87-NG细胞株构建成功。第二部分基因芯片筛选与DCX和放射相关的差异基因目的:基因芯片筛选转染DCX的U87-MG细胞在照射前后的差异基因,探讨与DCX和电离辐射均具有相关性的下游基因在胶质瘤放射治疗中的作用。方法:将U87-MG细胞、U87-DCX细胞经60Coγ射线(10Gy,剂量率1.0Gy/min)照射,用基因芯片技术筛选差异基因,均值两两比较,取P <0.05的差异基因分析。结果:放射和DCX转染均有相关性差异基因有:EIF5A、LYN、SPN;与放射相关的差异基因有:IMAA、LDHA、WIBG、UBC;与DCX相关的差异基因有:PLS3、IL11、NOV。U87-MG细胞、U87-DCX细胞分别经60Coγ射线(10Gy,剂量率1.0Gy/min)照射,选取SPN与DCX免疫共沉淀实验,结果表明,U87-MG细胞照射组与对照组均无DCX和SPN蛋白表达,而U87-DCX细胞照射组与对照组DCX和SPN蛋白均表达,并且DCX和SPN的蛋白表达水平在10Gy照射组明显高于对照组。结论:表达谱基因芯片技术能快速、灵敏地筛选出U87-DCX细胞在放疗前后的差异基因,通过上述实验证实,在放射条件下DCX蛋白表达水平增高,且与SPN相互作用。第三部分体外试验研究DCX的放射作用机制目的:研究DCX基因高表达联合γ-射线照射对胶质瘤细胞生长、浸润转移、DNA损伤修复及凋亡的影响。方法:1.U87-MG、U87-DCX、U87-NG三种细胞经60Coγ射线照射,剂量分别为0,2,4,6,8,10Gy。收集细胞提取蛋白,用Western Blot方法测定不同放射剂量的DCX蛋白量,并绘制剂量效应曲线。2.测定DCX下游基因在不同放射剂量下的蛋白量,并绘制剂量效应曲线。3.激光共聚焦显微镜观察U87-MG、U87-DCX、U87-NG三种细胞的DCX及SPN蛋白表达水平,并进行数据分析。4.彗星试验研究照射后U87-MG、U87-DCX、U87-NG三种细胞的双链DNA损伤,并进行数据分析。5.流式细胞仪测定细胞凋亡。6.细胞计数方法测定不同细胞的生存曲线以及划痕试验检测细胞的浸润情况。结果:1.2,4,6,8,10Gy照射条件下DCX、SPN蛋白显示表达水平较对照组高;2.DCX、SPN蛋白在胞浆内共定位表达;3.彗星试验表明U87-DCX细胞的尾长在0、5、10Gy剂量组均较U87-MG、U87-NG细胞长(P<0.05);4.在辐射作用下,U87-DCX和U87-NG细胞的凋亡率均较低,两者凋亡率比较无统计学意义,U87-DCX细胞的凋亡率照射组与对照组比较无统计学意义(P>0.05);6.U87-DCX细胞生长、浸润能力较未转染组低。结论:电离辐射诱导下DCX蛋白表达水平增高,随着照射剂量的增加蛋白表达水平呈上升趋势,并且与下游基因SPN相互作用,DCX在射线所致的细胞损伤过程中发挥作用;DCX能够通过辐射诱导DNA损伤,证实DCX基因转染能够增强U87胶质瘤细胞的放射敏感性;细胞的放射损伤与凋亡之间无明显相关性;转染DCX的U87细胞生长缓慢,缺乏侵袭能力。第四部分体内试验究DCX对胶质瘤放射敏感性的影响目的:构建U87-DCX转染细胞的荷瘤鼠模型,研究DCX转染的细胞在体内生长、转移的生物学特性,探讨其放射增敏机制。方法:构建U87-DCX和U87-NG裸鼠脑胶质瘤原位种植模型;成瘤后以60Coγ射线照射,正常组织以铅板屏蔽,暴露头部照射野,剂量率0.5Gy/min,单次剂量200cGy,每日一次,共五天,总剂量为10Gy。小动物MRI评估小鼠在放射治疗前后的肿瘤大小;Micro PET测量裸鼠接种部位的肿瘤大小及微血管密度SUVmax值;免疫组化观察放疗前后的脑组织内DCX和SPN表达水平。结果:小动物MRI测量结果表明U87-DCX实验组放疗后肿瘤体积比U87-NG实验组肿瘤体积缩小明显。Micro PET显示经过放射治疗的裸小鼠SUVmax值较放疗前明显下降,其中DCX转染组的裸小鼠下降更为明显,均为60%以上;阴性对照组小鼠在放射治疗后SUVmax值亦略有下降;免疫组化显示两组细胞放射治疗后较对照组微血管密度(MVD)值均有下降,但相同剂量的两组细胞之间无明显差异(P>0.05)。说明放疗可以降低SUVmax。结论:放射治疗能够有效抑制肿瘤增殖、MVD降低。DCX转染组对放射治疗更为敏感,即肿瘤体积缩小较对照组下降明显;Micro PET可测量到放射治疗后早期SUVmax变化,DCX转染组的SUVmax较对照组明显降低。