杜克大学医学中心的研究人员发现，某些脑癌细胞，称为癌症干细胞，能够通过激活一种“修复开关”来抵御放射治疗，从而使脑肿瘤得以持续生长且不受控制。

研究团队还鉴定出一种方法，可以阻断癌症干细胞在放疗后激活修复开关的能力，这一发现为克服脑癌及其他癌症的放疗耐受性提供了新的治疗思路。

通过动物模型和细胞培养实验，研究人员发现，一种被称为“DNA损伤检查点反应”的细胞过程，使癌症干细胞能够在暴露于放射线后存活，并启动自动修复DNA损伤的信号。

杜克大学神经学副教授、该研究的高级研究员Jeremy Rich博士指出：“近年来，人们推测癌症干细胞是恶性肿瘤对放疗耐受的主要原因，我们首次实验证实了这一假设。”

该研究成果于2006年10月18日在线发表于《自然》杂志，研究得到了美国国立卫生研究院及多家慈善机构的资助。

研究聚焦的胶质母细胞瘤是全球最致命且对放疗及其他治疗高度耐受的脑癌类型。尽管积极治疗能消灭大部分癌细胞，但少数癌症干细胞存活并可再生出更大肿瘤。

此前，科学家对这些耐受细胞与易感细胞的差异知之甚少，但已知这些细胞具有类似正常神经干细胞的特性。

本研究中，研究人员利用患者手术切除的胶质母细胞瘤组织，建立了两种模型：一种是体外细胞培养模型，另一种是将肿瘤组织移植至小鼠大脑额叶的体内模型。

研究人员首先测定原始组织中胶质瘤干细胞的数量，随后对细胞培养和小鼠分别施加一定剂量的电离辐射。结果显示，放疗后肿瘤组织中胶质瘤干细胞数量约增加四倍。

由于电离辐射主要通过对细胞DNA造成永久性损伤发挥作用，研究团队推测胶质瘤干细胞通过更有效修复辐射诱导的DNA损伤而存活并增殖。

为验证这一假设，研究人员检测了组织样本中负责感知DNA损伤的关键蛋白质。通过对两种模型的细胞样本进行辐射前后检测，发现胶质瘤干细胞中的DNA损伤检查点蛋白激活水平显著高于其他癌细胞。

这一增强的激活促进了癌症干细胞对DNA损伤的修复能力，降低了细胞因放疗而死亡的可能性。

在另一组实验中，研究人员使用一种名为debromohymenialdisine的药物，该药物已知能抑制DNA损伤检查点蛋白的激活。他们在放疗前后给予该药物，并测量癌症干细胞的存活率。

结果显示，单独在放疗前使用该药物对癌症干细胞数量影响不大，但与放疗联合使用时，药物显著抑制了癌症干细胞的放疗耐受性。

这一发现表明，利用检查点抑制剂干预放疗过程，可破坏癌症干细胞的自我修复能力，增加其死亡率。

Rich博士总结道：“我们的研究揭示了胶质母细胞瘤癌症干细胞促进放疗耐受的关键通路，针对DNA损伤检查点反应的治疗策略有望克服放疗耐受，最终帮助更多癌症患者。”

参与本研究的其他科学家包括Shideng Bao、Qiulian Wu、Roger McLendon、Yueling Hao、Qing Shi、Anita Hjelmeland、Mark Dewhirst和Darell Bigner。

支持本研究的慈善机构包括儿童脑肿瘤基金会、美国儿科脑肿瘤基金会、Damon Runyon癌症研究基金会、西德尼·金梅尔癌症研究基金会、Accelerate脑癌治愈基金会以及杜克综合癌症中心干细胞计划。