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大肠癌,包括结肠癌和直肠癌,是威胁人类生命健康的常见消化道恶性肿瘤。放射治疗是大肠癌的主要治疗手段之一,但放射治疗大肠癌的辐射耐受现象严重影响大肠癌病人的疗效,放疗抵抗性成为大肠癌放疗面临严峻且迫切需要解决的难题。电离辐射后细胞DNA损伤的修复是肿瘤放疗效果不佳的主要原因之一。X射线修复交叉互补(X-ray repair cross complementing, XRCC)基因家族(XRCC1～XRCC11)对电离辐射诱导的DNA损伤修复发挥重要作用。DNA损伤通过碱基切除修复、核苷酸切除修复、错配修复、同源重组修复(homologous recombination,HR)和非同源末端连接(non-homologous end joining, NHEJ)等多种方式进行修复,从而维持生物体基因组的完整性和抑制肿瘤的发生。XRCC2是重要的参与HR途径的基因之一,其高表达与增加辐射诱导的DNA损伤抵抗有关。XRCC2基因修复缺陷表现出对电离辐射的敏感性增高,而XRCC2蛋白过表达则对放射线耐受。提示通过抑制肿瘤细胞XRCC2的表达,有可能提高临床肿瘤放射治疗的敏感性。目前尚未见到关于大肠癌中XRCC2表达水平以及XRCC2与放射敏感性关系的研究报道。降低XRCC2的表达是否可以改变大肠癌细胞的放射敏感性,XRCC2是否可以预测大肠癌放射治疗的疗效,目前在国内外未见相关的研究报道。目的：本实验通过大肠癌体外细胞模型和体内动物模型,探讨shRNA介导的XRCC2基因沉默是否影响大肠癌细胞的放疗敏感性及其疗效,阐明XRCC2在大肠癌放疗敏感性中的关键作用和初步相关机制。方法：(1)体外细胞实验：将shRNA-XRCC2转染人大肠癌T84细胞以沉默XRCC2基因表达,采用蛋白免疫印迹法和实时定量PCR法检测沉默XRCC2基因的效率；采用MTT法检测T84细胞的增殖。经X-射线照射后,采用克隆形成法检测T84细胞的放射敏感性；采用碱性“彗星”电泳法测定T84细胞的DNA损伤修复；流式细胞术检测T84细胞的细胞周期；Annexin V-FITC/PI双染法检测T84细胞的细胞凋亡率。(2)体内细胞实验：同时将shRNA-XRCC2转染的大肠癌T84细胞接种于BALB/c裸鼠建立移植瘤模型,进行X-射线照射,检测肿瘤的体积和重量变化,并对肿瘤组织进行病理分析。结果：(1)在体外细胞实验中,shRNA-XRCC2转染有效抑制了T84细胞中XRCC2蛋白和mRNA的表达。经嘌呤酶素筛选,得到了稳定的XRCC2基因沉默的大肠癌T84细胞系。细胞生长曲线表明,沉默XRCC2表达明显抑制了T84细胞的增殖。克隆形成实验显示,XRCC2基因沉默的T84细胞经X-射线照射后,克隆形成数目显著减少,表明XRCC2基因沉默提高了T84细胞的放射敏感性。彗星实验表明,沉默XRCC2表达的T84细胞DNA损伤增多,DNA损伤修复能力下降。流式细胞术检测显示,XRCC2基因沉默显著诱导了辐射导致的细胞凋亡和细胞阻滞在G2/M期。(2)在体内细胞实验中,转染shRNA-XRCC2的裸鼠种植瘤生长缓慢,肿瘤体积和重量明显减少。肿瘤病理组织学分析表明,转染shRNA-XRCC2的肿瘤组织核分裂相减少,多见大小不等的坏死区。说明沉默XRCC2表达提高了裸鼠大肠癌对辐射的敏感性,肿瘤生长受到明显的抑制作用。结论：shRNA介导的XRCC2基因沉默有效抑制了体外大肠癌细胞和体内裸鼠大肠癌肿瘤的生长,沉默XRCC2表达对体外和体内大肠癌细胞对X射线的反应具有一致性,即均提高了大肠癌对放射的敏感性。提示XRCC2有希望在大肠癌的临床放射治疗敏感性中作为一重要的靶向基因。