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目的:1)分析HOTAIR mRNA与EMT各因子(Snail、E-cadherin、β-catenin)mRNA及蛋白在食管鳞癌组织及癌旁组织中表达水平相关性及其与食管鳞癌患者临床病理因素间的关系,探讨HOTAIR与EMT各因子表达在食管鳞癌发生、转移中的作用及其与放疗疗效与2年生存率之间的关系;2)分析细胞内HOTAIR mRNA及EMT相关因子蛋白表达水平与细胞内在放射敏感性之间的关系;3)通过分次照射建立细胞放射抗拒株Eca109R60/2。分析亲本细胞Eca109与放射抵抗细胞Eca109R60/2之间放射敏感性及HOTAIR与EMT相关因子在两细胞株内的表达水平的差异,探讨HOTAIR及EMT相关因子在肿瘤细胞放射抵抗中的作用。方法:1)采用qRT-PCR及Western blot方法检测96例手术患者食管鳞癌及配对癌旁组织及102例放疗患者放疗前食管鳞癌组织中HOTAIR mRNA及EMT相关因子mRNA与蛋白的表达情况;2)以四种食管鳞癌细胞系(K150、K450、TE-1、Eca109)为研究对象,采用qRT-PCR方法检测HOTAIR及EMT相关因子mRNA在不同食管鳞癌细胞系中表达情况;Western blot方法检测EMT相关因子蛋白水平表达情况;平板克隆形成实验检测不同细胞内在放射敏感性;3)用X线间断反复照射Eca109细胞,建立放射抵抗细胞系Eca109R60/2;流式细胞术检测Eca109和Eca109R60/2的细胞周期分布及凋亡情况;MTT检测两株细胞在不同时间点的细胞增殖状态,拟合细胞增值率曲线;克隆形成实验法测定两株细胞接受不同剂量射线照射后的细胞存活分数,拟合细胞存活曲线并比较两细胞系的放射生物学参数;qRT-PCR检测HOTAIR及EMT相关因子mRNA在两细胞系中表达水平;Western blot检测细胞EMT相关因子蛋白水平的表达水平。结果:1)食管鳞癌组织中HOTAIR mRNA[13.78(0.79,25.94)vs1.00(1.00,1.00)]、Snail mRNA及蛋白[mRNA:3.50(1.18,6.12)vs1.00(1.00,1.00),protein:(1.43(1.04,2.09)vs0.76(0.40,1.19)]、β-catenin mRNA及蛋白[mRNA:1.09(0.48,2.04)vs1.00(1.00,1.00),protein:(1.40(1.02,1.89)vs0.73(0.32,1.09)]表达量均显著高于配对癌旁组织,而E-cadherin mRNA及蛋白表达量较配对癌旁组织显著降低[mRNA:1.09(0.48,2.04)vs1.00(1.00,1.00),protein:0.20(0.04,0.47)vs0.49(0.22,0.90)]。差异均有统计学意义,P均<0.01。食管鳞癌组织中伴随肿瘤细胞分化程度渐差、TNM分期渐晚,HOTAIR mRNA,Snail mRNA及蛋白,β-catenin mRNA及蛋白表达水平均逐渐升高,而E-cadherin mRNA及蛋白表达水平逐渐降低,组间具有等级相关性;伴淋巴及脏器转移组HOTAIR mRNA与Snail mRNA及蛋白表达水平显著高于无转移组,而E-cadherin mRNA及蛋白表达水平低于无转移组,P均<0.01,β-catenin蛋白在伴转移组显著高于无转移组。在96例食管鳞癌组织中,HOTAIR mRNA与Snail mRNA,HOTAIR mRNA与β-cateninmRNA表达呈正相关,相关系数rs=0.4173,0.3049,P<0.01;HOTAIR mRNA与E-cadherin mRNA表达呈负相关,相关系数rs=-0.3270,P=0.0011。HOTAIR mRNA高表达组Snail蛋白表达水平也呈高表达,而E-cadherin蛋白呈低表达,P<0.05。102例单纯放疗患者中放疗有效组HOTAIR mRNA、Snail蛋白、β-catenin蛋白表达水平显著低于无效组,而E-cadherin蛋白表达水平显著高于无效组,多因素logistic回归分析显示患者区域淋巴/脏器转移情况、HOTAIR mRNA、Snail蛋白、E-cadherin蛋白表达情况是影响放疗效果及2年生存率的独立危险因素。2)Eca109细胞内HOTAIR mRNA(1.00±0.00),Snail mRNA(1.00±0.00),β-catenin mRNA(1.00±0.00)表达水平相对最低,低于K150(HOTAIR(1.17±0.32),Snail(1.05±0.18),β-catenin(1.51±0.16)),K450(HOTAIR(2.76±0.31),Snail(1.65±0.07),β-catenin(1.72±0.13))及TE-1(HOTAIR(2.00±0.55),Snail(1.66±0.10),β-catenin(1.62±0.07))细胞,而E-cadherin mRNA(1.00±0.00)表达水平相对最高。Snail蛋白与β-catenin蛋白在Eca109(0.11±0.01,0.05±0.01)和K150(0.13±0.02,0.08±0.01)细胞内表达水平相对最低,而E-cadherin蛋白在Eca109(0.07±0.01)细胞内相对最高。平板克隆形成实验结果提示,细胞接受照射的每个放射剂量点上Eca109细胞都较其它细胞放射敏感性更强。放射生物学参数的比较发现,Eca109细胞的D0(3.31±0.26)、Dq(1.30±0.02)均显著低于其余细胞,认为Eca109为四种细胞系中对放射相对最敏感的细胞系。细胞存活分数SF2可以反映细胞内在放射敏感性,采用pearson相关分析计算HOTAIR mRNA及EMT相关因子蛋白表达水平与SF2的相关性分析发现,HOTAIR mRNA与Snail蛋白表达水平均与SF2呈正相关,相关系数r=0.6426,0.6580,P均<0.05,提示HOTAIR mRNA与Snail蛋白表达水平越高,SF2越高,即放射越抗拒。HOTAIR高表达与肿瘤放射抵抗相关。3)流式细胞术检测Eca109、Eca109R60/2细胞周期结果显示:Eca109R60/2的S期细胞所占比例较Eca109显著增高(54.95±3.60vs30.27±1.72),而G2期细胞所占比例较Eca109显著降低(6.22±1.94vs32.83±5.63),P均<0.01。细胞凋亡数据分析显示,Eca109R60/2细胞凋亡率显著低于亲本细胞Eca109(1.97±0.45vs7.33±0.45),P<0.0001。MTT结果显示,Eca109R60/2细胞的增殖能力在前4天与亲本细胞Eca109细胞相比无差异性,第五天开始Eca109R60/2细胞的增殖能力较Eca109细胞增加,P<0.01,至第六天差异显著性进一步增加,P<0.001。平板克隆形成实验结果显示:在每个放射剂量点上(2Gy,4Gy,6Gy,8Gy,10Gy)Eca109R60/2细胞存活分数均高于亲本细胞Eca109,呈现出放射抵抗趋势,放射生物学参数的比较发现,Eca109R60/2的D0(5.46±0.28Gy)、Dq(2.49±0.59Gy)和SF2(0.77±0.01)均较亲本细胞Eca109(D0=3.44±0.19Gy,Dq=1.14±0.23Gy,SF2=0.65±0.01)有升高,推测放射抵抗株Eca109R60/2较亲本细胞Eca109具有放射抵抗性。qRT-PCR检测结果显示:在放射抵抗株Eca109R60/2细胞中HOTAIR mRNA(3.00±0.62vs1.00±0.00,P=0.0306)及Snail mRNA(2.03±0.14vs1.00±0.00,P=0.0016)、β-cateninmRNA(2.46±0.38vs1.00±0.00,P=0.0220)的表达水平显著高于亲本细胞Eca109,而E-cadherin mRNA(0.41±0.08vs1.00±0.00,P=0.0061)表达明显低于Eca109。Western blot检测结果显示:Snail蛋白(0.32±0.02vs0.16±0.01,P<0.0001)、β-catenin蛋白(0.11±0.01vs0.07±0.00,P=0.0005)在Eca109R60/2细胞中的表达水平高于亲本细胞Eca109,而E-cadherin蛋白在放射抵抗株Eca109R60/2(0.04±0.01vs0.09±0.01,P=0.0020)中的表达低于亲本细胞Eca109,P均<0.01。结论:1)HOTAIR,Snail及β-catenin表达升高,E-cadherin表达下降与食管鳞癌发生发展,放疗疗效及2年生存率过程密切相关,可能是抗肿瘤治疗靶点。2)不同食管鳞癌细胞内HOTAIR及EMT相关因子表达水平不同,HOTAIR及Snail表达水平与细胞内在放射敏感性之间存在显著相关性,可能是预测食管鳞癌细胞放射敏感性的指标。3)通过2Gy分次反复照射食管鳞癌细胞获得放疗抵抗细胞株Eca109R60/2。HOTAIR mRNA及EMT相关因子Snail mRNA、β-catenin mRNA及其蛋白在放射抵抗细胞株Eca109R60/2中表达水平均显著高于亲本细胞,而E-cadherinmRNA及其蛋白表达水平则相反。这些研究结果进一步提示,HOTAIR及EMT相关因子可能影响细胞放射敏感性。