緩步動(dòng)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(shí)，緩步動(dòng)物真的很了解他們的東西，他們不屑一顧，因?yàn)檫@些劑量會(huì)消滅大多數(shù)其他生命形式?，F(xiàn)在，研究人員正在利用這些知識(shí)尋找在癌癥治療。

由哈佛醫(yī)學(xué)院的 Ameya Kirtane 和愛(ài)荷華大學(xué)的 Jianling Bi 領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)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(shí)，它可以保護(hù)細(xì)胞免受輻射。

當(dāng)人們接受癌癥放療時(shí)，受影響的不僅僅是腫瘤。輻射也會(huì)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(jiǎn)單的事情，這會(huì)限制一個(gè)人的進(jìn)食能力，因?yàn)樗浅Ｍ纯?，需要住院治療，因?yàn)槿藗円蛱弁?、體重減輕或出血而遭受?chē)?yán)重痛苦，”愛(ài)荷華大學(xué)放射腫瘤學(xué)家詹姆斯·伯恩 （James Byrne）說(shuō).

盡管它們有苔蘚小豬和水熊蟲(chóng)等可愛(ài)的綽號(hào)，但被稱(chēng)為緩步動(dòng)物的微小八足動(dòng)物卻是出了名的堅(jiān)韌.除了在烤箱最熱的設(shè)置和 7.5 Gpa 的壓力下存活下來(lái)外，它們還可以處理大約一千次電離輻射的劑量會(huì)殺死一個(gè)人。

它們之所以能做到這一點(diǎn)，是因?yàn)樗鼈兡軌虍a(chǎn)生一種獨(dú)特的蛋白質(zhì) Dsup（“傷害抑制”的縮寫(xiě)），這有助于它們同時(shí)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(huì)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?yàn)?a>它于 2016 年被發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在他們又近了一步。

2016 年的那項(xiàng)研究表明，當(dāng)在人類(lèi)細(xì)胞中表達(dá)時(shí)，Dsup 可將 X 射線(xiàn)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(gè)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(xiǎn)。

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

通過(guò)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(jì)，一種最適合口腔的設(shè)計(jì)），他們能夠?qū)㈡溩咚降綄?shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的細(xì)胞中，在那里它們被用來(lái)在分解之前產(chǎn)生大量的 Dsup。

“我們認(rèn)為，也許通過(guò)結(jié)合這兩個(gè)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(shuō).

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(dòng)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(dòng)中發(fā)揮作用，該團(tuán)隊(duì)將編碼 Dsup 的 mRNA 注射到小鼠體內(nèi)，這些小鼠在 6 小時(shí)后接受了大致相當(dāng)于人類(lèi)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(gè)是直腸。一些額外的小鼠在沒(méi)有 Dsup 保護(hù)的情況下接受了輻射，以提供比較基線(xiàn)。

與未接受 Dsup 保護(hù)的對(duì)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(shí)間大約是同齡人的三分之一。并且 mRNA 處理似乎對(duì)腫瘤體積沒(méi)有影響。

這項(xiàng)研究只是一個(gè)開(kāi)始：樣本量非常小，當(dāng)然，我們無(wú)法僅根據(jù)實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的細(xì)胞或小鼠的測(cè)試來(lái)預(yù)測(cè)人體對(duì)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(huì)給癌癥帶來(lái)好處。

作者說(shuō)：“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(duì) DNA 損傷劑的超敏反應(yīng)寫(xiě).

“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(xiàng)研究發(fā)表在自然生物醫(yī)學(xué)工程.

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