目的:胶质瘤是一种最常见的颅内原发性肿瘤,其中尤以胶质母细胞瘤(GBM)恶性程度最高。国内目前治疗胶质母细胞瘤的方法主要包括手术切除肿瘤联合术后放疗及替莫唑胺(TMZ)化疗,其中放疗(RT)是治疗GBM最重要的一环,但由于胶质瘤尤其是复发难治性胶质瘤辐射抗性的存在导致放疗效果常常受到限制。Notch通路是参与胶质瘤干细胞辐射抗性形成的一条重要信号通路,而Y-分泌酶精准切割Notch蛋白形成Notch蛋白胞内段(NICD)则是启动Notch信号通路最重要的过程。Y-分泌酶抑制剂GSI可以通过阻断NICD的产生从而发挥阻断Notch通路的作用。考虑到GSI的非专一性以及Notch信号通路几乎普遍表达于全身组织的特性,本研究的目的在于运用低剂量浓度的γ-分泌酶抑制剂GSI作为胶质瘤细胞以及胶质瘤荷瘤鼠的辐射增敏剂,观察低剂量GSI作用于胶质瘤细胞以及荷瘤鼠后是否能够增加胶质瘤细胞及活体肿瘤组织的辐射敏感性,并初步研究其中可能存在的机制。方法:细胞实验我们选用了胶质瘤细胞株U251和U87。首先我们选用不同浓度的GSI作用于U251和U87,采用CCK-8法观察GSI对于细胞增殖的影响。我们发现,当GSI浓度超过某个临界值之后,U251和U87细胞的增殖会受到明显影响,同时细胞形态发生变化。然后,我们选取此临界值作为实验所需浓度,作用于U251和U87细胞。我们将细胞分为对照组、单纯GSI组、单纯照射组、辐射+GSI组,采用CCK-8法和结晶紫染色法,分别观察细胞在0、2、4、6、8Gy辐射下增殖情况与克隆形成能力的改变。我们发现,在加入增敏剂GSI后无论是U87还是U251,增殖情况和克隆形成能力都受到抑制,这种抑制效果会随着辐射剂量的增加变得更明显。最后我们用Western-Blot法分析了 4Gy照射下,给予U251和U87细胞不同处理时Notch通路相关蛋白以及自噬相关蛋白的改变。动物实验方面,我们选用了辐射诱导的耐辐射胶质瘤干/组细胞株SU3、SU3-5R(SU3经过5次4Gy辐射后诱导得到的耐放疗株),将SU3和SU3-5R先种植于Bal b/c裸鼠皮下,待成瘤后取对数增殖期肿瘤组织,将肿瘤组织适当处理后种植于裸鼠右后肢足掌,将裸鼠分成SU3和SU3-5R组,每组又分为对照组、GSI组、照射组、照射+GSI组,记录不同分组裸鼠足掌肿瘤组织增殖情况,观察低剂量GSI作为裸鼠在体水平放射增敏剂的作用情况。结果:体外研究结果表明,单纯低剂量GSI作用于U251和U87后细胞增殖不受影响,而当低剂量GSI联合电离辐射作用于胶质瘤细胞株U251和U87后,相较于单纯照射组会显著抑制两种胶质瘤细胞株的增殖和克隆形成能力,这种辐射增敏的效果会随着辐射剂量的增加表现得越来越明显,同时,Western-Blot法分析结果可以看到4Gy辐射情况下,电离辐射会激活胶质瘤细胞Notch信号通路,诱导NICD以及下游靶基因HES-1高表达。应用GSI处理后Notch通路活化情况会受到显著的抑制。同时,单纯照射胶质瘤细胞会引起细胞自噬性死亡增加,加入低剂量GSI作为辐射增敏剂后,自噬相关蛋白表达升高,自噬性细胞死亡同时增加。动物实验研究结果表明在SU3组,单纯电离辐射会限制肿瘤组织的增殖速度,加入增敏剂GSI后肿瘤组织的增殖受到更加明显的限制,在SU3-5R组,肿瘤组织表现出对单纯电离辐射不敏感的特性,在进行腹腔注射GSI处理后,可以显著改善这种辐射抗性,肿瘤组织的增殖速度明显减慢。结论:低剂量GSI在不影响胶质瘤细胞增殖、不增加荷瘤裸鼠药物性死亡风险的情况下,作为辐射增敏剂作用于胶质瘤细胞株和荷瘤裸鼠后,可以显著提高胶质瘤辐射敏感性。