《Cellular Oncology》：Akt/mTOR pathway-mediated CCNA1 regulation of radiotherapy resistance in nasopharyngeal carcinoma
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本研究针对鼻咽癌放疗抵抗这一临床难题，通过建立放疗抵抗细胞模型，发现CCNA1在放疗抵抗细胞中显著上调并通过ROS抗氧化应激和抗凋亡信号影响放疗敏感性。机制研究表明CCNA1通过调控Akt/mTOR通路活性，为鼻咽癌个体化放疗策略提供了新的生物标志物和治疗靶点。
鼻咽癌作为对放疗高度敏感的头颈部恶性肿瘤，放疗一直是其首选治疗方案。然而在临床治疗过程中，放疗抵抗现象频发，导致局部复发和远处转移，成为影响患者预后的主要障碍。探索放疗抵抗的相关生物标志物及其作用机制，对提高鼻咽癌放疗敏感性具有重要临床意义。
在这项发表于《Cellular Oncology》的研究中，研究人员通过建立两种鼻咽癌放疗抵抗细胞系CNE2-IR和HONE1-IR，首次系统揭示了细胞周期蛋白A1（CCNA1）在鼻咽癌放疗抵抗中的关键作用。研究发现不仅为鼻咽癌放疗抵抗机制提供了新见解，更为个体化放疗策略的开发指明了方向。
研究团队采用转录组测序技术对比放疗抵抗细胞与亲本细胞的基因表达谱，发现CCNA1在两种放疗抵抗细胞系中均显著上调。进一步实验证实，下调CCNA1可增强放疗抵抗细胞的放射敏感性，而CCNA1高表达则与鼻咽癌患者不良预后显著相关。这些发现提示CCNA1可能成为预测鼻咽癌放疗敏感性的潜在生物标志物。
在机制探索方面，研究团队通过一系列精细实验证实，CCNA1通过调节活性氧（ROS）抗氧化应激和抗凋亡信号通路影响放疗敏感性。高表达CCNA1能增强鼻咽癌细胞活力并抑制细胞凋亡，而下调CCNA1则能提高鼻咽癌细胞的放疗敏感性。深入机制研究表明，这种放疗增敏作用主要通过Akt/mTOR信号通路介导。
本研究采用的主要关键技术方法包括：通过分次照射法建立鼻咽癌放疗抵抗细胞系模型；利用RNA测序技术筛选差异表达基因；采用蛋白质印迹法（Western blot）和实时定量PCR验证基因表达；通过MTS法和克隆形成实验评估细胞活力和放疗敏感性；使用流式细胞术检测细胞凋亡；并对133例来自中山大学肿瘤防治中心和南方医科大学中西医结合医院的鼻咽癌患者样本进行免疫组化分析。
CCNA1在鼻咽癌放疗抵抗细胞中上调
转录组测序结果显示，与亲本细胞相比，HONE1-IR和CNE2-IR两种放疗抵抗细胞中存在98个共同上调基因，其中CCNA1表达增加最为显著。qRT-PCR和蛋白质印迹实验进一步验证CCNA1在放疗抵抗细胞中的高表达状态。此外，研究人员发现CCNA1表达在放疗过程中被诱导上调，且与不同照射剂量（0、3、6、9 Gy）呈正相关。
CCNA1过表达促进鼻咽癌细胞增殖
功能实验表明，过表达CCNA1能显著提高HONE1和CNE2细胞的活力及克隆形成能力。MTS检测显示过表达CCNA1后细胞吸光度值明显增加，克隆形成实验也证实CCNA1过表达细胞形成的克隆数量显著多于对照组。
CCNA1调控细胞活力与放疗敏感性
通过敲低CCNA1表达，研究人员发现放疗抵抗细胞的活力明显下降，克隆形成能力也显著减弱。特别值得注意的是，在3 Gy照射条件下，敲低CCNA1的HONE1-IR和CNE2-IR细胞克隆形成数急剧减少。相反，过表达CCNA1的鼻咽癌细胞在照射条件下表现出更强的克隆形成能力，表明CCNA1在调控鼻咽癌细胞放疗敏感性中发挥关键作用。
CCNA1对放疗敏感性的影响与ROS和凋亡信号通路相关
细胞凋亡实验显示，过表达CCNA1的HONE1细胞在9 Gy照射后凋亡率增加幅度较小，表明CCNA1高表达降低了细胞对放疗的敏感性。相反，敲低CCNA1增强了放疗抵抗细胞的放疗敏感性。进一步机制研究表明，CCNA1对放疗敏感性的影响与ROS抗氧化应激和抗凋亡信号通路密切相关。照射可激活ROS抗氧化应激和抗凋亡信号，而CCNA1过表达会减弱这种激活效应。
CCNA1的作用由Akt/mTOR通路介导
蛋白质印迹分析显示，放疗抵抗细胞中磷酸化Akt（p-Akt）和磷酸化mTOR（p-mTOR）表达水平显著高于亲本细胞，凋亡相关蛋白p53和p21的表达也发生改变。使用Akt抑制剂雷帕霉素和mTOR抑制剂PX-866处理后，CCNA1蛋白表达下降，且抑制剂对细胞活力的抑制作用可被照射部分逆转，表明CCNA1的表达和功能受到Akt/mTOR通路的调控。
CCNA1高表达降低鼻咽癌患者生存期
对133例鼻咽癌患者样本的免疫组化分析显示，CCNA1高表达与患者总生存期（OS）和无进展生存期（PFS）缩短显著相关。根据染色强度评分（0-3分），评分越高代表CCNA1表达越强，患者预后越差。这一临床数据进一步支持了CCNA1作为鼻咽癌预后生物标志物的潜在价值。
研究讨论部分指出，尽管既往研究认为CCNA1在鼻咽癌中可能发挥抑癌基因作用，但本研究通过系统实验证实CCNA1实际上促进鼻咽癌细胞增殖和放疗抵抗。这种差异可能与肿瘤类型和细胞背景有关。本研究首次揭示CCNA1通过调控Akt/mTOR通路影响ROS平衡和细胞凋亡，进而调节鼻咽癌放疗敏感性的新机制。
值得注意的是，PI3K/Akt/mTOR通路在多种肿瘤的放疗抵抗中发挥重要作用，本研究首次将该通路与CCNA1联系起来，为理解鼻咽癌放疗抵抗机制提供了新视角。研究发现不仅深化了对CCNA1生物学功能的认识，更重要的是为鼻咽癌个体化治疗提供了新的生物标志物和潜在治疗靶点。
综上所述，本研究通过多层面实验证实CCNA1是鼻咽癌放疗抵抗的关键调控因子，其通过Akt/mTOR通路影响细胞放疗敏感性。CCNA1有望成为预测鼻咽癌放疗响应的生物标志物，为开发针对放疗抵抗鼻咽癌患者的个体化综合放化疗策略提供新思路。未来研究可进一步探索靶向CCNA1或其下游通路在逆转鼻咽癌放疗抵抗中的治疗潜力。
