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Sensitivity of MCF-7 mammosphere CSCs to neutron radiation

Journal of Cancer Metastasis and Treatment 2022年第1期8卷 28-41页

作者： Valentina G.Shuvatova Yuliya P.Semochkina Alexander N.Strepetov Elizaveta Yu.Moskaleva Kurchatov Complex of NBICS Technologies National Research Centre“Kurchatov Institute”Moscow 123098Russia

Aim:Cancer stem cells(CSCs)are highly resistant to chemotherapy andγ-*** have a high linear energy transfer,which can lead to extensive damage to the DNA of tumor cells and *** aim of this work was to compare the sensitivity of MCF-7 human breast adenocarcinoma cells and CSCs toγ-andγ,***:To increase the number of CSCs,MCF-7 cells were cultured as mammospheres.γ-irradiation was carried out in a GUT-200M device(^(60)Co source)in the dose range of 1-8 Gy at a dose rate of 0.75 Gy/min.γ,n-irradiation was carried out in an IR-8 reactor in the dose range of 0.05-2 Gy at a dose rate of 0.06 Gy/*** DSB formation was assessed by the level ofγh2ax foci using fluorescence microscopy and flow *** were identified by flow cytometry as CD44^(+)/CD24^(-/low) ***:We showed thatγ,n-irradiation induced the formation ofγh2ax foci of a larger size than didγ-irradiation and led to more severe DNA damage per 1 ***,γ,n-radiation was found to have a high relative biological effectiveness(RBE)as assessed by the cell survival rate,the number of CSCs in culture,and the ability of CSCs to *** highest RBE of neutron radiation was observed at low doses,when cell survival rate decreased by only 5%-10%.With an increase in the radiation dose,the RBE value decreased for all studied parameters,but it remained as high as ***:γ,n-radiation is highly effective against *** results explain the efficacy of neutron therapy for resistant forms of breast cancer.

关键词： Cancer stem cells radioresistance neutron radiation gamma radiation relative biological effectiveness γh2ax foci mammospheres MCF-7 cells human breast adenocarcinoma

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人骨髓间充质干细胞衰老过程中DNA损伤应答特性研究

人骨髓间充质干细胞衰老过程中DNA损伤应答特性研究

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作者：张岳第三军医大学

学位级别：硕士

正常细胞受到hayflick限制，不能发生无限增殖，衰老成为其最终结局，现有研究发现存在少部分细胞发生衰老逃逸，使这些基因组高度不稳定的衰老细胞发生癌变。干细胞作为成体组织细胞更新来源，具有生存周期长的特点，容易受到各种内外... 详细信息

正常细胞受到hayflick限制，不能发生无限增殖，衰老成为其最终结局，现有研究发现存在少部分细胞发生衰老逃逸，使这些基因组高度不稳定的衰老细胞发生癌变。干细胞作为成体组织细胞更新来源，具有生存周期长的特点，容易受到各种内外因素的作用，相比生命周期短的分化细胞受到更多的DNA损伤，容易导致损伤的大量积累，而干细胞具有强大的增殖和分化潜能，基因组的不稳定更易引发衰老和癌变。为保证基因组的稳定，防止恶性转化，细胞存在一个庞大的网络进行“纠错”，DNA修复就是其中一种重要机制。对DNA损伤应答机制的研究发现，如果细胞DNA损伤应答异常，同样会出现基因组不稳定现象，使细胞易发生衰老和恶性转化。已有文献报道，衰老细胞DNA损伤修复基因表达下调及核型异常，而在对基因敲除鼠和人类基因缺陷病患者的研究中，也发现DNA损伤修复基因缺失的细胞出现早衰现象。由此，我们认为细胞衰老与DNA损伤应答，以及肿瘤的发生具有密切联系。然而，衰老细胞的DNA损伤应答能力如何并无相关报道，所以我们提出推断：干细胞衰老过程中DNA损伤应答能力下降可能加速干细胞衰老并且使细胞功能下降，同时破坏细胞凋亡屏障，促发干细胞恶性转化。目的：以氧化损伤和DNA双链断裂损伤为模型，观察衰老细胞DNA损伤应答情况，探索DNA损伤应答异常是衰老细胞基因组不稳定性的直接原因。方法： 1.培养人骨髓间充质干细胞，用流式细胞技术和定向诱导分化对细胞进行鉴定。2.衰老相关β-半乳糖苷酶检测细胞衰老情况，BrdU掺入实验检测细胞增殖情况，QPCR检测衰老相关基因，建立体外培养人骨髓间充质干细胞衰老模型。3.建立氧化损伤和DNA双链断裂损伤模型观察细胞DNA损伤和损伤后应答情况。通过CCK-8法检测细胞存活情况检测细胞对损伤的敏感性，DCFh-DA荧光探针检测细胞内活性氧，单细胞凝胶电泳和γh2ax foci观察细胞DNA损伤和损伤后应答情况，QPCR检测参与损伤后应答相关基因的表达情况。结果与结论： 1.人骨髓间充质干细胞经长期体外培养至40代以后，衰老相关β-半乳糖苷酶染色阳性细胞明显增多，增殖能力明显下降，衰老相关基因表达增高，提示间充质干细胞长期培养后发生衰老。2.生存曲线结果显示h2O2作用下，年轻间充质干细胞存活率明显高于衰老间充质干细胞;活性氧及碱性单细胞凝胶电泳结果显示，衰老间充质干细胞对h2O2损伤更敏感，由h2O2引起的损伤应答能力降低，可能与氧化损伤应答基因的表达下调相关。3.生存曲线结果显示博来霉素（BLM）作用下，年轻间充质干细胞存活率明显高于衰老间充质干细胞;γh2ax foci及中性单细胞凝胶电泳结果显示，衰老间充质干细胞对BLM损伤更敏感，由BLM引起的损伤应答能力降低，可能与基因基础表达降低，应激反应滞后相关。

关键词：干细胞干细胞体外培养与分化骨髓间充质干细胞衰老 DNA损伤修复基因组稳定性肿瘤氧化损伤衰老相关β-半乳糖苷酶活性氧单细胞凝胶电泳 γh2ax foci

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