低剂量高放射敏感性作为一种干预策略，用于增强177Lu-iPSMA在LNCaP细胞中的治疗效果

《Applied Surface Science Advances》：Low dose Hyper-radiosensitivity as an intervention strategy to enhance 177Lu-iPSMA treatment in LNCaP cells

低剂量辐射预处理可增强177Lu-iPSMA对LNCaP前列腺癌细胞的疗效，0.5 Gy预处理显著降低细胞存活率及克隆能力，诱导凋亡并提升靶向治疗辐射剂量至2-10 Gy时的杀伤效果。

　　

康苏埃洛·莱特奇皮亚-德莱昂（Consuelo Letechipia-de León）| 埃里卡·帕特里夏·阿索林-维加（Erika Patricia Azorín-Vega）| 瓦莱里亚·阿雷利·卡布拉尔-维内加斯（Valeria Areli Cabral-Venegas）| 大卫·奥尔达斯-罗萨多（David Ordaz-Rosado）| 法比奥拉·埃雷拉-加西亚（Fabiola Herrera-García）

墨西哥萨卡特卡斯自治大学（Universidad Autónoma de Zacatecas）核科学研究学院（Unidad Académica de Estudios Nucleares），萨卡特卡斯州，墨西哥

摘要

低剂量诱导的放射敏感性（low dose induced hyper-radiosensitivity）是指由于暴露于小于1Gy的辐射剂量而产生的对电离辐射的敏感性增强现象。因此，本研究的目的是评估在前列腺癌细胞中诱导这种放射敏感性是否能够改善¹⁷⁷Lu-iPSMA疗法的治疗效果。研究发现，通过使用低于1Gy的伽马射线（⁶⁰Co Gammacell 220系统，0.24 Gy/min）照射，可以降低LNCaP前列腺癌细胞的存活率、抑制其克隆扩增能力，并促进细胞凋亡。生存曲线分析表明，0.50 Gy的预处理剂量能够显著提升TRT（¹⁷⁷Lu-iPSMA靶向放射治疗）的效果。辐照前处理使LNCaP细胞的α?β比率从4.65降至1.38，这些细胞接受了2-10 Gy的¹⁷⁷Lu-iPSMA辐射剂量。

引言

前列腺癌（Prostate Cancer, PCa）是男性中第二常见的癌症类型，也是全球第五大死亡原因[1]。核医学为前列腺癌的治疗提供了多种创新方法，例如由墨西哥国家核研究所（ININ）放射药物研发实验室（Lanider）开发的¹⁷⁷Lu-iPSMA靶向放射药物，该药物显著提高了前列腺癌患者的总体生存率和生活质量[2]。

这种最近获得专利的放射药物（WO/2019/177449）具有特殊的杂环化学结构，其空间构型有利于与前列腺特异性膜抗原（PSMA）结合。PSMA在多种肿瘤中过度表达。第三代放射药物由放射性核素和生物分子组成，利用诊断成像技术可实时监测基因表达[3]。放射药物的特异性摄取对于在癌细胞中沉积足够量的辐射以破坏DNA、导致细胞死亡和肿瘤缩小至关重要[4]。然而，尽管会产生严重的副作用，但在治疗无效时仍常结合放疗和药物治疗。先前的研究表明，当暴露于小于1Gy的辐射剂量时，细胞会表现出放射敏感性增强现象（称为低剂量放射敏感性，Low-dose hyper-radiosensitivity, LDHR），此时细胞会进入一种生化应激状态，导致其对辐射的反应增强，但由于ATM基因激活受阻，无法有效检测DNA损伤[5]、[6]、[7]、[8]。治疗前进行低剂量辐照被认为是一种潜在有益的放射肿瘤学策略。细胞和生物体暴露于这种低剂量辐射可引发适应性反应，增强其抵抗力，从而可能提高对后续高剂量治疗的耐受性[8]、[9]、[10]、[11]、[12]。因此，本研究的目的是在¹⁷⁷Lu-iPSMA给药前体外诱导LNCaP细胞的LDHR，以探讨细胞生化改变如何增强前列腺癌细胞对靶向放射治疗的反应。根据观察结果，有理由假设低剂量辐射诱导的放射敏感性可以发展成为一种非侵入性、安全且经济有效的治疗增强方法。然而，将人工诱导的LDHR作为治疗策略来改善临床效果仍需进一步的临床前验证。

细胞培养

人类前列腺癌细胞系LNCaP（PSMA⁺/GRPR^ˉ；CRL1740）在含有青霉素和链霉素（100 μg/mL）以及胎牛血清（10%）的RPMI-1640培养基中培养，培养条件为5%二氧化碳环境、37°C。每次实验前，通过台盼蓝排除试验确认悬浮在新鲜培养基中的细胞存活率超过80%。

细胞放射敏感性诱导

细胞辐照在墨西哥国家核研究所（ININ）的Gammacell 220辐照设施中进行（Atomic Energy of Canada Limited，Chalk River）。

结果与讨论

低剂量辐射诱导的放射敏感性增强靶向放射治疗（TRT）疗效的作用尚未得到充分评估。我们的假设与其他研究者在不同癌细胞系（肺癌、乳腺癌、宫颈癌和胶质瘤）中的研究结果一致，旨在证实低剂量辐射引起的放射敏感性增强效应[16]、[17]可实际应用于其他癌症治疗中。

结论

在给予¹⁷⁷Lu-iPSMA或任何放射药物进行TRT之前，先让细胞暴露于低剂量辐射可显著提高其生物学疗效。实验表明，0.50 Gy的预处理剂量能够有效降低LNCaP细胞的存活率、克隆扩增能力和放射抗性，同时促进细胞凋亡。

作者贡献声明

埃里卡·帕特里夏·阿索林-维加（Erika Patricia Azorín-Vega）：撰写初稿、监督项目、方法设计、实验设计、资金申请、数据分析、概念构建。 大卫·奥尔达斯-罗萨多（David Ordaz-Rosado）：撰写修订稿、方法设计、实验设计。 法比奥拉·埃雷拉-加西亚（Fabiola Herrera-García）：方法设计、实验设计、概念构建。 瓦莱里亚·阿雷利·卡布拉尔-维内加斯（Valeria Areli Cabral Venegas）：方法设计、数据分析。 康苏埃洛·莱特奇皮亚-德莱昂（Consuelo Letechípia de León）：数据可视化、结果验证、方法设计、实验分析。

未引用参考文献

[20]

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益冲突或可能影响本文研究结果的个人关系。