外泌體在輻射遠端效應中的作用及其分子機制研究

《外泌體在輻射遠端效應中的作用及其分子機制研究》是依託復旦大學，由邵春林擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：外泌體在輻射遠端效應中的作用及其分子機制研究
• 依託單位：復旦大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：邵春林

項目摘要

局部照射是核事故和放療普遍存在的受輻射方式，敏感組織損傷是輻射危害的內因。本項目擬在我們前期大量細胞水平研究積累的基礎上，從個體水平上研究輻射遠端效應以及外泌體在其中的作用。以X射線定位照射小鼠右肺後1天至6個月，檢測小鼠左肺、小腸、骨髓、血液等組織的病理變化和其中幹細胞的損傷，通過外泌體抑制劑確定外泌體在輻射遠端效應中的作用；收集輻照前後小鼠外周血中外泌體，分析其中蛋白和miRNA分子的變化，檢測輻射誘導的外泌體在體內的分布及其對骨髓、小腸及它們所含幹細胞的損傷；基於輻射前後外泌體中顯著差異蛋白和miRNA，建立相應的過表達載體和抑制基因並將之轉染肺上皮細胞，研究受輻射肺細胞所釋放外泌體對骨髓幹細胞、小腸隱窩細胞等的損傷；通過構建miRNA分子模擬物和動物實驗驗證，獲知幾種與輻射遠端效應密切相關的miRNAs，探索其分子靶點，有望發現新的輻射信號分子，為放射損傷救治與防護提高新的策略。

結題摘要

隨著核技術的廣泛套用，輻射對健康的危害效應一直受到人們的重視。局部照射是核事故和放療普遍存在的受輻射方式，照射野以外敏感組織器官的遠後效應是近年來研究的熱點。本項目利用射線照射小鼠或大鼠的右側胸部，發現出可引起動物血象學的變化外，還可以引起未受照射左肺的炎症反應甚至纖維化，對遠端的股骨骨髓細胞、生殖系統產生損傷效應。深入研究發現，胸部照射後，小鼠睪丸血睪屏障被破壞，胞間連結蛋白水平下降，精子細胞發生凋亡，活力下降，並產生子代存活率下降等遺傳效應，且受輻射小鼠的血清具有細胞毒性。通過對血清蛋白質晶片檢測、組學檢測與生物信息分析、激素水平檢測等，發現炎症因子在該輻射遠端效應中發揮重要作用，而抗炎藥物西米替丁可以有效降低輻射遠端效應。同時，利用細胞共培養模型實驗發現，巨噬細胞可以通過應激釋放IL-8、TNF-等炎症因子加重受輻射肺細胞的致死性損傷，介導不同射線照射誘發的p53依賴的二次旁效應，而自噬可以對細胞具有輻射保護作用。研究發現，受輻射細胞可以釋放大量外泌體，且隨輻照劑量的增大和輻照後時間的延長而增加，促進周圍細胞侵襲轉移能力，降低受體細胞的輻射敏感性；通過基因晶片與組學檢測、功能驗證，發現外泌體ALDOA和ALDH3A1蛋白通過加速糖酵解促進細胞遷移，而受輻射肺細胞所釋放的miRNA-1246則以非外泌體攜帶方式存在於胞外，通過作用於受體細胞的DR5靶點，促進旁細胞增殖，增強其輻射抗性。外泌體常包含細胞器成份，發現內質網應激反應可通過激活PERK–p-eIF2α等信號通路抵禦輻射旁效應損傷，線粒體ROS則是引起輻射旁效應的重要因素之一。本項目所發現的輻射遠端效應對子代產生遺傳影響，對放射治療的生物安全提出了新的挑戰，具有創新科學意義；通過線上粒體、內質網等亞細胞結構水平研究輻射旁效應，詮釋了新的理論；通過挖掘介導輻射旁效應的外泌體蛋白和miRNA，為進一步掌握外泌體中關鍵旁效應信號分子研究打下了良好的實驗基礎。