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放射治疗是恶性肿瘤治疗过程中重要的局部治疗手段。但常规射线在辐照过程中存在着诸多天然缺陷,其深度剂量分布呈指数衰减形式,在抵达肿瘤区域对肿瘤细胞造成杀伤的同时,对肿瘤周围组织也有一定损伤。临床上为避免辐照对正常组织的辐照损伤,通常会降低辐照总剂量。近期研究表明,常规射线在辐照剂量不足时,可导致恶性肿瘤的侵袭能力增强。所以人们便积极地寻求出一种更优越的放疗用射线——重离子束。重离子是一种高LET(Linear energy transfer)射线,其在射程末端拥有一个陡峭的高剂量Bragg峰,其可最大限度地杀伤肿瘤细胞；具有高的相对生物学效应,与常规射线相比,造成肿瘤细胞的损伤更严重。重离子束也被誉为是21世纪最为理想的放疗射线。肿瘤向周围组织的侵袭,是肿瘤转移的最初始阶段,也是一种多因子参与的复杂过程。在这一过程中,基质金属蛋白酶(MMPs)是人体内最主要的蛋白水解酶,对癌细胞的粘附和侵袭均发挥着重要的作用。基质金属蛋白酶在许多人类的癌组织中均有表达和活性的增强,其中基质金属蛋白酶-2和基质金属蛋白酶-9(MMP-2, MMP-9)是肿瘤侵袭过程中关键因子。MMP-2和MMP-9是可以分解细胞基底膜上的Ⅳ型胶原蛋白和弹性蛋白成份,使肿瘤细胞突破基底膜的能力增强,从而促进肿瘤细胞向周围组织侵袭。本实验以人舌鳞癌细胞株Tca8113为主要研究对象,使用不同剂量的X线和12C6+重离子束对其进行辐照,采用Western-blot法观察MMP-2和MMP-9在舌鳞癌细胞中表达的变化,反映两种辐照对于肿瘤侵袭能力的影响。结果如下：和空白对照组相比,使用1GyX射线在辐照后12h、24h和48h, MMP-2的表达含量均有所上调(p<0.05),其表达含量于24h时达到顶峰(p<0.01),在48h时,MMP-2的表达有所下调；4Gy X射线辐照后的细胞中MMP-2在各个时间点的表达水平虽有所减少,但并不具备统计学差异(p>0.05)。1Gy和4Gy X射线进行辐照后,细胞中MMP-9的表达也未出现明显改变(p>0.05)。1Gy重离子束对舌鳞癌细胞进行辐照后,MMP-2于12h时出现表达含量的升高(p<0.05),但其表达水平与24h和48h时又出现了明显的下降(p<0.05)。低剂量重离子束对舌鳞癌细胞中MMP-9的表达没有明显影响(p>0.05)；在使用4Gy重离子束对肿瘤细胞进行辐照后,MMP-2和MMP-9的表达有着明显降低(p<0.05)。通过以上实验结果,可以得出：低剂量的X射线可增进舌鳞癌细胞Tca8113细胞的体外侵袭能力；高剂量的X射线对于舌鳞癌细胞Tca8113的侵袭能力并没有明显影响。低剂量的重离子束辐照对于舌鳞癌细胞Tca8113的侵袭能力没有影响；高剂量重离子束可明显抑制舌鳞癌的体外侵袭能力。和X射线相比,重离子束在抑制舌鳞癌体外侵袭方面具有更高的相对生物学效率。