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目的：头颈肿瘤也同其它大多数实体肿瘤一样，瘤体内的部分细胞处于乏氧环境之中，因而降低了其对放疗的敏感性。目前乏氧引起的头颈肿瘤对放疗抵抗性增加的确切机制尚不明了，因此有必要深入研究乏氧同头颈肿瘤放疗抵抗的关系。本实验将模拟在体肿瘤细胞微环境，体外建立不同氧供状态下的细胞模型，探讨常氧、乏氧及乏氧再氧合三种条件下60Coγ射线照射对入喉鳞癌Hep-2细胞凋亡的影响，并以p53蛋白为切入点，探讨其作用机制。以为头颈肿瘤的治疗奠定实验基础。
方法：人喉鳞癌(Hep-2)细胞培养于含10％小牛血清、青霉素(100U/ml)、放射治疗链霉素(100μg/ml)的RPMI-1640培养基中，置于37℃，5％CO2，20％O2(常氧)和/或37℃，5％CO2，2％O2，93％N2(乏氧)的培养箱，常规传代培养。待细胞进入对数生长期后，将细胞分为6组：A组(常氧组)、B组(乏氧组)、C组(乏氧再氧合组)、D组(常氧放疗组)、E组(乏氧放疗组)、F组(乏氧再氧合放疗组)。乏氧条件下培养B、C、E、F组细胞24h，之后C、F组细胞再于常氧条件下继续培养4h，D、E、F三组细胞分别接受照射剂量5Gy的60Coγ射线照射，照射后换新培养基继续培养24h，收集各组细胞。流式细胞仪检测HIF-1α(Hypoxia InducibleFactor 1 alpha.HIF-1α)、p53蛋白表达及细胞凋亡；细胞爬片免疫组化检测各组细胞HIF-1α、p53蛋白表达；RT-PCR检测各组细胞HIF-1αmRNA。结果：流式细胞检测结果显示：C组HIF-1α蛋白表达(1.36±0.08)明显低于B组(1.53±0.06)(P<0.05)，但同A组(1.35±0.05)相比无明显差异(P>0.05)。C、F组之间、B、E组之间及A、D组之间HIF-1α蛋白的表达量无明显差别(P>0.05)；此结果同免疫组化的显示结果相同，提示，HIF-1α蛋白在常氧情况下喉鳞癌Hep-2细胞中可有少量的表达，乏氧能明显上调Hep-2细胞中HIF-1α蛋白表达，再氧合之后增加了细胞的氧供，同乏氧组相比HIF-1α蛋白表达又呈现了下调趋势；放射线对HIF-1α蛋白的表达未产生明显的影响。p53蛋白表达同HIF-1α蛋白的表达趋势一致，流式细胞检测结果显示：C组p53蛋白的表达(1.08±0.12)明显低于B组(1.24±0.07)(P<0.05)，但同A组(1.10±0.04)相比无明显差异(P>0.05)。C、F组之间、B、E组之间及A、D组之间p53蛋白的表达量无明显差别(P>0.05)；免疫组化显示了相同结果。流式和免疫组化的结果均提示，p53蛋白的表达亦受到Hep-2细胞氧供状况的影响，p53蛋白在常氧情况下喉鳞癌Hep-2细胞中有少量的表达，但乏氧能明显上调Hep-2细胞中p53蛋白表达，再氧合之后增加了细胞的氧供，同乏氧组相比p53蛋白表达又呈现了下调趋势。放射线对p53蛋白的表达未产生明显的影响。经相关分析显示，HIF-1α与p53蛋白的表达成明显的正相关，相关系数为0.9341，相关系数概率值为P=0.0064<0.01有统计学意义，说明p53蛋白的表达与HIF-1α蛋白的表达有相关性，随着HIF-1α表达的增高p53的表达也呈上调趋势。流式细胞术检测各组细胞凋亡的率，结果显示乏氧及乏氧再氧合对Hep-2细胞的凋亡率未产生明显的影响，A、B、C三组细胞的凋亡率无明显差别(P>0.05)；低氧降低60Coγ射线照射对Hep-2细胞的诱凋亡作用，D(31.68±1.27)、E(4.31±0.35)组细胞凋亡率有显著统计学意义(P<0.05)；同乏氧相比，再氧合之后其诱凋亡作用明显提高，E(4.31±0.35)、F(8.06±0.73)组细胞凋亡率有显著统计学意义(P<0.05)。RT-PCR结果显示：A(1.33±0.10)、C(1.26±0.09)组HIF-1amRNA的表达量均明显低予B组(1.74±0.13)且P<0.05差异有统计学意义。提示低氧能增加了Hep-2细胞HIF-1αmRNA表达，同乏氧组相比再氧合之后HIF-1αmRNA表达明显降低；C、F组之间、B、E组之间及A、D组之间HIF-1αmRNA的表达量无明显差别(P>0.05)，提示放射线对HIF-1αmRNA的表达未产生明显的影响。结论：1乏氧能明显促进HIF-1α蛋白的表达，且这一作用发生在mRNA水平2HIF-1α蛋白表达的增强促进了p53蛋白的表达，HIF-1α与p53蛋白的表达成明显的正相关；360COγ,射线对p53蛋白、HIF-1α蛋白及其mRNA的表达未产生明显的影响；4乏氧降低60Coγ射线照射对Hep-2细胞的诱凋亡作用，同乏氧条件下相比再氧合之后其诱凋亡作用明显提高。但E组(乏氧放疗组)Hep-2细胞的凋亡率降低的同时却并未出现了p53蛋白表达的降低，而同E组(乏氧放疗组)相比F组(乏氧再氧合放疗组)在Hep-2细胞凋亡率明显升高的同时也并未出现p53蛋白表达的增强。这一结果提示乏氧及乏氧再氧合之后60Coγ,射线诱导Hep-2细胞凋亡作用可能是通过p53以外的其它促凋亡途径实现的。