近期，医学物理中心辐射生物医学研究室在细胞质辐射诱导的旁效应方面取得新进展。研究成果以Akt/mTOR mediated induction of bystander effect signaling in a nucleus independent manner in irradiated human lung adenocarcinoma epithelial cells为题发表Oncotarget（2017: 8，18010-18020）上。
放疗长期生存者中，照射区域外原发性辐射诱导二次癌症的发生，是生存者的健康大敌。辐射旁效应被认为与二次癌症的发生密切相关。细胞核和细胞质均是辐射旁效应产生的重要靶位点。但长期以来，在诱导辐射旁效应方面，细胞核与细胞质间的关系一直缺乏定论。辐射生物学家猜测，细胞质需要通过细胞核才能诱导旁效应，但因缺乏实验数据，难以证实。细胞质能否独立诱导辐射旁效应，还是要依赖于细胞核发挥作用，一直困扰着辐射旁效应的机理研究。
研究人员对细胞去核处理制备胞质体（cytoplast），并对胞质体辐射诱导的旁效应进行了研究。结果表明，借助单束辐射装置精确辐射胞质体（20个质子）可诱导旁效应，且与辐射（完整细胞的）细胞质（cytoplasm）相比，在诱导旁效应强度方面无显著差异。20个质子辐射胞质体，可引起Akt/mTOR信号通路快速（10分钟）激活。Akt特异性抑制剂（MK-2206）或mTOR特异性抑制剂预处理揭示了胞质体辐射旁效应与Akt/mTOR信号通路的相关性。该研究表明存在细胞核非依赖型的辐射旁效应，且阐述了Akt/mTOR信号通路在细胞核非依赖型辐射旁效应中的作用，对进一步探索细胞质辐射旁效应的机理具有重要意义。
该研究工作得到了国家自然科学基金、合肥物质科学技术中心方向项目培育基金等项目的支持。
图1.质子微束精确辐射示意图
图2.精确辐射（完整细胞的）细胞质部分或胞质体产生旁效应
图3.20个质子精确辐射后（10分钟），胞质体中p-Akt和p-mTOR水平
图4.Akt抑制剂（左）和mTOR抑制剂（右）抑制质子辐射胞质体诱导的旁效应
