食管癌是全世界最常见的侵袭性消化道恶性肿瘤。其发病具有地区差异性性,我国是食管癌高发国家之一,据统计我国食管癌发病率和死亡率分别据恶性肿瘤的第三位和第四位,这是一种致死率较高的恶性肿瘤。不同于西方国家,在我国病理类型主要为食管鳞癌,约占90%以上。食管癌治疗主要包括手术、放化疗、抗血管药物及免疫治疗等,尽管目前治疗方法的改进,食管癌诊断与治疗较以往有所改善,但患者5年生存率仅20%左右。放化疗作为食管癌的主要的标准治疗之一,由于部分病人出现放疗抵抗导致治疗反应率下降、肿瘤复发和远处转移,严重影响了放疗带来的生存获益。众所周知,电离辐射诱导ROS的产生是放射治疗抗肿瘤作用机制之一。然而癌细胞配备有更强抗氧化系统,削弱了辐射造成的细胞毒性。红系衍生的核转录相关因子2(Nuclear factor(erythroid-derived2)-like 2 protein,Nrf2)在抵抗氧化和亲电应激的环境刺激中发挥重要作用。虽然Nrf2的活化对我们的健康有益,但许多癌症利用Nrf2来实现肿Baf-A1纯度瘤起始细胞(tumor-initiating cell,TIC)活性,侵袭性肿瘤发生和治疗抗性。研究报道食管癌细胞中Nrf2表达明显升高,这对食管癌的诊断有一定的价值。并且Nrf2高表达通常与食管癌预后不佳相关。进一步的研究也发现,Nrf2高表达与食管癌发生发展以及治疗抵抗相关,包括细胞毒性药物和放射治疗。已经发现Nrf2可以通过激活自噬、铁死亡促进辐射抗性,然而对与Nrf2介导的辐射抗性机制研究仍较少。因此明确Nrf2与辐射敏感性的关系,发现潜在的食管癌辐射增敏机制,提高食管癌放疗疗效仍非常必要。因此本研究拟通过基因编辑技术敲除ECA109细胞中Nrf2基因,来探Nrf2对食管鳞癌细胞放射敏感性的影响及其可能的机制。同时借助在线生物分析工具以及本院食管鳞癌患者数据,探讨Nrf2能否成为食管癌术后放疗获益情况的预测因子,从而指导术后放疗决策。一、Nrf2基因敲除增加人食管鳞癌ECA109细胞放射敏感性目的:Nrf2对食管鳞癌细胞放射敏感性的影响及其可能selleck合成的机制。方法:1.用CRISPR/Cas 9技术敲除ECA 109细胞Nrf2基因,利用Western Blotting验证敲除效率。2.CCK 8检测细胞活力实验。3.利用集落形成实验明确Nrf2表达对辐射敏感性影响。4.流式细胞术及Western Blotting探讨可能的机制。5.最后在异种移植小鼠模型上进一步体内验证。结果:1.与对照组相比,Nrf2敲除组的ECA109细胞vascular pathologyNrf2表达明显降低。2.细胞活力实验表明Nrf2敲除组相比对照组其增殖能力受抑制明显。3.Nrf2敲除组细胞辐射后集落形成能力显著降低,放射增敏比(Sensitization Enhancement Ratio,SER)为2.72,表明敲除Nrf2增强了辐射敏感性。4.流失细胞术显示X射线联合Nrf2敲除组细胞凋亡比例更高,Western Blotting实验也证明其表达凋亡蛋白更高。另外Western Blotting实验也表明Nrf2增加食管癌细胞放射敏感性可能与抗氧化蛋白SOD 2、HO-1下降有关。5.体内研究表明,Nrf2敲除联合辐射可显著抑制异种移植瘤生长。结论:敲除Nrf2可以通过促进食管鳞癌细胞凋亡,并且抑制抗氧化系统,从而增加辐射敏感性。二、Nrf2表达与食管癌根治术后放疗生存获益情况。目的:验证Nrf2在食管癌组织中高表达,探讨Nrf2表达能否食管癌术后放疗生存获益的预测因子。方法:1.GEPIA、Kaplan-Meier等在线生物信息学分析工具分析Nrf2在肿瘤组织中的表达及生存情况。2.收集本院行食管癌根治术及术后单纯放疗患者,利用免疫组化技术,比较Nrf2表达与生存获益情况关系。结果:1.生物信息学分析结果显示Nrf2在食管癌组织中表达明显升高,并且Nrf2高表达患者的无进展生存时间明显短于低表达患者。2.本院数据结果表明,Nrf2高表达与接受单纯术后放疗的食管鳞癌患者更短的无进展生存时间和总生存时间相关。结论:食管癌患者术后病理组织中Nrf2表达可以成为预测食管癌术后放疗的指标,对于Nrf2低表达患者通常与更好的无进展生存时间和总生存时间相关,因此,Nrf2低表达患者可能更能从术后放疗中获益。