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为解决电离辐射(IR)致造血和胃肠道系统损伤这一难题,研究人员开展了 Diprovocim 对辐射损伤防护作用的研究。结果发现 Diprovocim 能激活 TLR2 信号通路,上调 SOX9,减轻辐射损伤。这为辐射损伤防治提供了新方向114。
辐射,这个看似离我们生活有些遥远的 “神秘力量”,其实正以各种方式影响着人类的健康。随着全球核能应用的增加,以及医学上放射治疗的普及,人们暴露于电离辐射(Ionizing Radiation,IR)的风险日益上升。高剂量的 IR 就像一个 “破坏分子”,会对人体正常组织发起攻击,其中造血系统和胃肠道系统首当其冲。造血干细胞(Hematopoietic Stem Cells,HSCs)在 IR 的冲击下,自我更新能力受损,导致造血功能出现障碍;而肠道干细胞(Intestinal Stem Cells,ISCs)也难以幸免,大量死亡,使得肠道上皮细胞的更新陷入困境,进而引发肠道损伤。这些问题严重威胁着人们的生命健康,也成为了辐射医学领域亟待攻克的难题。
在这样的背景下,海军军医大学等机构的研究人员挺身而出,开启了一项意义重大的研究。他们将目光聚焦在一种名为 Diprovocim 的小分子上,它是 Toll 样受体 2(Toll-like Receptor 2,TLR2)的激动剂。研究人员试图探索 Diprovocim 能否成为对抗辐射损伤的 “秘密武器”。最终,他们的研究成果发表在了《Molecular Medicine》杂志上,为辐射损伤的防治带来了新的曙光。
研究人员在这场探索之旅中,运用了多种关键技术方法。在细胞实验方面,通过 CCK-8 实验检测细胞活力,利用凋亡检测试剂盒和流式细胞术分析细胞凋亡情况。动物实验则选取了 6 - 8 周龄的雄性 C57BL/6 小鼠和 TLR2 基因敲除(KO)小鼠,构建辐射损伤模型。同时,运用 RNA 测序(RNA seq)技术筛选差异表达基因,借助 Western blot 检测蛋白表达,以此深入探究 Diprovocim 的辐射防护机制234。
下面让我们来看看具体的研究结果:
- Diprovocim 显著改善 IR 诱导的损伤:研究人员给 C57BL/6 小鼠在接受 7.5 Gy 或 12 Gy 全身照射(Total Body Irradiation,TBI)前,腹腔注射 Diprovocim 或生理盐水,随后观察小鼠的生存情况。结果令人惊喜,Diprovocim 显著延长了小鼠在 IR 暴露后的存活时间,减轻了 IR 导致的体重下降,还改善了外周血中白细胞(WBC)的减少情况。这一系列结果表明,Diprovocim 对 IR 诱导的损伤有着显著的改善作用5。
- Diprovocim 保护肠道免受 IR 诱导的损伤:通过苏木精 - 伊红(HE)染色评估肠道辐射防护效果,发现 Diprovocim 处理组小鼠的肠道完整性更好,绒毛更长。进一步研究发现,Diprovocim 能促进 ISCs 的再生,其刺激的肠道类器官在辐射后出芽率更高,表面积更大。这充分说明 Diprovocim 可以通过促进 ISCs 再生,有效减轻肠道损伤67。
- Diprovocim 保护造血系统免受辐射诱导的损伤:HE 染色结果显示,Diprovocim 处理组的脾脏和股骨损伤程度比对照组轻。通过流式细胞术分析发现,Diprovocim 增加了造血祖细胞(Lineage Sca-1+,c-kit+,LK)和造血干细胞(Lineage Sca-1+,c-kit+,LSK)的比例,同时还调节了骨髓中未成熟 B 细胞、红细胞祖细胞以及髓源性抑制细胞(MDSCs)的比例,抑制了骨髓细胞的凋亡。这些结果表明,Diprovocim 能够保护造血系统免受辐射损伤8910。
- Diprovocim 通过 TLR2 信号通路发挥辐射防护作用:RNA seq 技术分析发现,Diprovocim 处理后,小鼠脾脏和肠道组织中 TLR2 及其下游分子显著上调。进一步验证发现,Diprovocim 能增加 MODE-K 细胞和肠道组织中 TLR2 和 MyD88 的表达,促进 p38、JNK 和 ERK 的磷酸化,同时还上调了血清中 IL-6 和 IL-10 等细胞因子的水平。这些结果表明,Diprovocim 可能通过靶向 TLR2 信号通路发挥辐射防护作用11。
- Diprovocim 的辐射防护作用依赖于 TLR2:利用 TLR2 KO 小鼠进行实验,结果显示 Diprovocim 对其没有辐射防护作用。无论是小鼠的生存情况,还是脾脏、股骨和小肠的病理分析,都证实了这一点。这充分说明,Diprovocim 的辐射防护作用是依赖于 TLR2 的12。
- Diprovocim 对肠道的辐射防护作用依赖于 SOX9:RNA seq 结果表明,Diprovocim 显著上调了 SOX9 的表达。通过一系列实验验证,发现 Diprovocim 对 SOX9 基因敲低(KD)的肠道类器官没有促进生长的作用。这意味着,Diprovocim 对肠道的辐射防护作用依赖于 SOX913。
综合上述研究结果,研究人员得出结论:Diprovocim 通过激活 TLR2 信号通路,上调 SOX9,促进 ISCs 再生,从而保护造血系统和肠道组织免受辐射损伤。这一发现意义非凡,为辐射损伤的防治提供了新的潜在药物和理论依据。
在讨论部分,研究人员指出,虽然他们揭示了 Diprovocim 的辐射防护机制,但仍有许多未知等待探索。例如,Diprovocim 激活的 TLR2/SOX9 信号通路是否通过其他信号通路发挥辐射防护功能,这些通路之间的相互作用又会对 ISCs 再生产生怎样的影响。这些问题为后续研究指明了方向,也让我们对辐射损伤防治的未来充满期待。相信在科研人员的不断努力下,辐射损伤这一难题终会被攻克,为人类健康筑起更坚固的防线。