緩步動物蛋白可能很快使癌癥患者更耐輻射

當(dāng)談到輻射的生存時，緩步動物真的很了解他們的東西，他們不屑一顧，因為這些劑量會消滅大多數(shù)其他生命形式。現(xiàn)在，研究人員正在利用這些知識尋找在癌癥治療。

由哈佛醫(yī)學(xué)院的 Ameya Kirtane 和愛荷華大學(xué)的 Jianling Bi 領(lǐng)導(dǎo)的一個團(tuán)隊以信使 RNA 的形式分離出這種超能力，當(dāng)注射到細(xì)胞中時，它可以保護(hù)細(xì)胞免受輻射。

當(dāng)人們接受癌癥放療時，受影響的不僅僅是腫瘤。輻射也會導(dǎo)致健康細(xì)胞中的 DNA 斷裂，導(dǎo)致大量細(xì)胞死亡和炎癥，這是導(dǎo)致治療令人不快的副作用的原因。

“它可以表現(xiàn)為口腔潰瘍等簡單的事情，這會限制一個人的進(jìn)食能力，因為它非常痛苦，需要住院治療，因為人們因疼痛、體重減輕或出血而遭受嚴(yán)重痛苦，”愛荷華大學(xué)放射腫瘤學(xué)家詹姆斯·伯恩 （James Byrne）說.

盡管它們有苔蘚小豬和水熊蟲等可愛的綽號，但被稱為緩步動物的微小八足動物卻是出了名的堅韌.除了在烤箱最熱的設(shè)置和 7.5 Gpa 的壓力下存活下來外，它們還可以處理大約一千次電離輻射的劑量會殺死一個人。

它們之所以能做到這一點，是因為它們能夠產(chǎn)生一種獨(dú)特的蛋白質(zhì) Dsup（“傷害抑制”的縮寫），這有助于它們同時承受初始爆炸和羥基自由基結(jié)果在細(xì)胞中形成，否則會撕裂一條甚至兩條 DNA 鏈。

科學(xué)家們已經(jīng)他們都盯上了這種蛋白質(zhì)作為癌癥治療的潛在輔助工具，因為它于 2016 年被發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在他們又近了一步。

2016 年的那項研究表明，當(dāng)在人類細(xì)胞中表達(dá)時，Dsup 可將 X 射線誘導(dǎo)的 DNA 損傷減少約 40%，這就是為什么研究人員希望它可以保護(hù)癌癥患者免受治療的嚴(yán)重副作用。

但 Dsup 必須在細(xì)胞核內(nèi)才能工作。將這種蛋白質(zhì)直接遞送到每個細(xì)胞中是不可行的，并且將 Dsup 基因直接整合到 DNA 中也有其自身的風(fēng)險。

“我們方法的優(yōu)勢之一是我們使用的是信使 RNA，它只是暫時表達(dá)蛋白質(zhì)，因此它被認(rèn)為比 DNA 之類的東西安全得多，后者可能會被整合到細(xì)胞的基因組中，”Kirtane說.

通過將 mRNA 包裹在特定的聚合物脂質(zhì)納米顆粒中（一種最適合結(jié)腸的設(shè)計，一種最適合口腔的設(shè)計），他們能夠?qū)㈡溩咚降綄嶒炇遗囵B(yǎng)的細(xì)胞中，在那里它們被用來在分解之前產(chǎn)生大量的 Dsup。

“我們認(rèn)為，也許通過結(jié)合這兩個系統(tǒng)——聚合物和脂質(zhì)——我們可能能夠兩全其美并獲得高效的 RNA 遞送。這基本上就是我們所看到的，“Kirtane說.

重要的是，以 mRNA“配方”形式遞送 Dsup 還可以防止保護(hù)性緩步動物盔甲潛入輻射應(yīng)該殺死的細(xì)胞，例如構(gòu)成腫瘤的細(xì)胞。

為了確保這種療法在行動中發(fā)揮作用，該團(tuán)隊將編碼 Dsup 的 mRNA 注射到小鼠體內(nèi)，這些小鼠在 6 小時后接受了大致相當(dāng)于人類癌癥患者可能接受的輻射劑量。

一組小鼠接受 mRNA 治療并放療到口腔;另一個是直腸。一些額外的小鼠在沒有 Dsup 保護(hù)的情況下接受了輻射，以提供比較基線。

與未接受 Dsup 保護(hù)的對照組相比，“直腸”組經(jīng)歷的輻射誘導(dǎo)的雙鏈 DNA 斷裂數(shù)量約為一半。“嘴巴”組的休息時間大約是同齡人的三分之一。并且 mRNA 處理似乎對腫瘤體積沒有影響。

這項研究只是一個開始：樣本量非常小，當(dāng)然，我們無法僅根據(jù)實驗室培養(yǎng)的細(xì)胞或小鼠的測試來預(yù)測人體對治療的反應(yīng)。但這足以促使進(jìn)一步調(diào)查，尤其是現(xiàn)在他們知道他們可以安全地將 mRNA 放入細(xì)胞中，而不會給癌癥帶來好處。

作者說：“Dsup mRNA 遞送的使用可用于其他幾種臨床應(yīng)用，包括保護(hù)正常組織免受 DNA 損傷化療或特定組織的進(jìn)行性退化、癌癥易感性、染色體不穩(wěn)定和對 DNA 損傷劑的超敏反應(yīng)寫.

“除了與癌癥相關(guān)的應(yīng)用外，Dsup 蛋白的使用還可以擴(kuò)展到全身暴露于太空輻射或作為預(yù)防核輻射暴露?！?/p>

這項研究發(fā)表在自然生物醫(yī)學(xué)工程.

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