阿曼托雙黃酮的輻射防護作用機制研究

《阿曼托雙黃酮的輻射防護作用機制研究》是依託中國人民解放軍軍事科學院軍事醫學研究院，由周喆擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：阿曼托雙黃酮的輻射防護作用機制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：周喆
• 依託單位：中國人民解放軍軍事科學院軍事醫學研究院

中文摘要

日益廣泛使用的民用及軍用核設施，在日常，尤其在地震等自然災害情況下對人類造成巨大的核威脅。目前，可供臨床使用的輻射防護藥物品種單一，毒副作用明顯，而基於傳統輻射防護靶點的輻射防護藥物研發進展緩慢，迫切需要發現新的輻射防護靶標以開發新的輻射防護藥物。藥物研發歷史表明，研究天然產物藥效結構的作用機制而獲得藥靶是藥靶發現的重要來源之一。我們發現中藥卷柏的單體結構阿曼托雙黃酮在體內外模型上具確切的輻射防護作用；機理研究表明其具有一定但不顯著的抗氧化活性和促進DNA損傷修復作用，提示其輻射防護作用極可能涉及以上兩種經典抗輻射機制以外的其他機制。本申請擬綜合採用細胞功能分析，基因表達譜、蛋白質組技術以及靶分子功能驗證等手段，從細胞生理功能，分子網路層次闡明阿曼托雙黃酮輻射防護作用機制並明確其作用分子靶標，研究有可能發現全新的輻射防護作用機制（靶點），為輻射防護藥物的研發開闢一條新的途徑。

結題摘要

阿曼托雙黃酮是我們從中藥卷柏發現的一種具有輻射防護作用的單體結構，本研究對阿曼托雙黃酮的輻射防護作用機制進行了研究。阿曼托雙黃酮在小鼠致死劑量輻射損傷模型上，顯著提高小鼠存活率40%，並顯著延長了小鼠的平均生存天數，此外，利用液質技術分析了口服阿曼托雙黃酮後血液中化合物的存在形式，明確了其物質作用基礎。病理分析表明，阿曼托雙黃酮顯著提高輻射損傷小鼠骨髓有核細胞數、內源性脾結節數和脾臟指數；促進造血幹細胞在脾臟定居和形成集落的能力、增強小腸隱窩細胞的存活，促進腸黏膜上皮細胞的增生，從而促進輻射誘導的小腸黏膜損傷的修復；刺激骨髓殘餘造血幹細胞的增殖分化，促進骨髓各類幼稚造血細胞的增生，進而促進骨髓造血功能的恢復。阿曼托雙黃酮還顯著減少骨髓中有微核的細胞數量。在輻射損傷的體外模型上，阿曼托雙黃酮可以通過緩解G2期阻滯，增加G1期比例，保護V79細胞免於輻射誘導的DNA損傷發揮輻射防護作用。以上結果提示其輻射防護藥理作用主要與修復輻射造成的造血功能損傷相關。 利用全基因組表達譜晶片對阿曼托雙黃酮以及其他6種輻射防護劑作用的小鼠腦和骨髓的全基因組表達譜進行了分析，生物信息學挖掘發現在骨髓與大腦都有較顯著變化的基因共有30個，其中與生物氧化和細胞周期可能相關的有五個基因：Ruvbl2, Tnfaip2, Atp6v1g2, Cks2, Rgs2。經螢光定量PCR和免疫印跡檢測，阿曼托雙黃酮對照射後小鼠骨髓Tnfaip2基因的表達有顯著逆轉作用。我們進一步在原代的小鼠骨髓細胞和造血幹細胞（CD117陽性）輻射損傷模型上進行了相關實驗，發現阿曼托雙黃酮可以抑制輻射引起的骨髓細胞和造血幹細胞的Tnfaip2和TNF-alpha的高表達。 本研究表明阿曼托雙黃酮的輻射防護作用主要涉及改善輻射損傷後的造血功能，其分子機制主要涉及抑制造血細胞Tnfaip2基因，進而降低輻射後造血細胞TNF-alpha的表達、降低輻射引起的細胞凋亡等。研究基本明確了阿曼托雙黃酮的藥理學作用機制並提示Tnfaip2是一個潛在的輻射損傷防護作用靶分子。