无论是意外还是有意，暴露于电离辐射都可能对人体造成严重后果配资门户网站有哪些，其中急性辐射暴露的延迟效应尤为引人关注。这些延迟效应通常表现为对肾脏、心脏、大脑等关键器官系统的损伤，严重影响患者的生存质量和预期寿命。因此，寻找有效的辐射损伤缓解策略，对于提高辐射事故受害者的生存率具有重要意义。来自美国乔治敦大学医学中心的Amrita K Cheema博士及其团队在 Metabolites 期刊发表了文章，发表的一项关于活化蛋白C (APC) 的研究，为辐射防护领域带来了新的希望。本文将简要分析这项开创性研究，揭示APC在减轻急性辐射暴露 (DEARE) 延迟效应中的关键作用。
研究过程与结果本研究采用了先进的APCHi小鼠模型，该模型在C57BL/6N背景下开发，表达了超活化人类D167F/D172K蛋白C变体的D168F/N173K小鼠类似物。这种修饰显著提高了小鼠一生中循环APC的水平，为研究APC在辐射损伤中的作用提供了理想的实验平台。
研究者将雄性和雌性C57BL/6N野生型和APCHi转基因小鼠暴露于9.5 Gy γ射线，并遮住后腿以保证长期存活率。在辐射暴露后六个月，收集小鼠血浆样本，进行基于液相色谱-质谱 (LC-MS) 的代谢组学和脂质组学分析。这一方法能够全面、准确地检测血浆中代谢物的变化，为揭示辐射损伤的代谢机制提供了有力工具。
展开剩余80%一、代谢组学揭示辐射损伤机制
研究发现，辐射暴露后小鼠血浆代谢特征发生显著紊乱，表现为血脂异常以及与初始肠道损伤、氨基酸代谢和能量代谢相关的代谢改变。其中，N-乙酰鸟氨酸、精氨酸和脯氨酸等氨基酸水平的下降表明精氨酸生物合成发生改变，可能干扰尿素循环。色氨酸水平失调则可能是肠道组织早期损伤的结果。此外，柠檬酸盐水平的升高也显示出三羧酸 (TCA) 循环发生改变。这些发现不仅揭示了辐射损伤对小鼠代谢系统的广泛影响，还为理解DEARE的代谢机制提供了重要线索。例如，精氨酸水平的降低可能影响细胞增殖、存活和蛋白质合成等生理功能，而色氨酸代谢的改变则与胃肠道疾病密切相关 (图1、2)。
图1. (A) 研究的实验和分析设计；(B) 三维PCA图显示出经六个月辐射后，辐射治疗组和假治疗组之间的分离；(C) 火山图显示辐射后六个月小鼠血浆中失调的代谢物。 图2. 辐射暴露六个月后血浆代谢谱的变化。二、性别与基因型差异影响代谢反应
基于性别的数据分析显示，辐射暴露后血浆代谢谱存在显著差异。雄性和雌性小鼠中分别有48种和28种代谢物出现显著失调。这些失调代谢物涉及甘油磷脂、脂肪酰基、精氨酸、酪氨酸等多种代谢通路。值得注意的是，酪氨酸水平低可能表明肾脏损伤，而色氨酸及其代谢产物 (如吲哚-3-乳酸、吲哚-3-丙酸和色醇) 的代谢紊乱则表明肠道微生物促进的莽草酸通路发生紊乱。此外，研究还发现APCHi小鼠在辐射后表现出较少的代谢扰动，其脂质含量接近正常水平。这表明APC上调可能具有保护性作用，能够减轻辐射对小鼠代谢系统的损伤 (图3、4)。
图3. 辐射引起的代谢改变受性别和基因型的影响。 图4. 按性别分层的辐射引起的代谢改变。三、APC的潜在治疗作用
APC作为一种已知的辐射诱导早期毒性缓解剂，在本研究中展现出显著的保护作用。通过上调APC水平，APCHi小鼠在辐射后能够维持相对正常的代谢状态，减少多种代谢物的紊乱。这一发现不仅支持了APC作为辐射损伤缓解剂的潜力，还为开发新的辐射防护药物提供了理论依据 (图5、6)。
图5. APCHi小鼠的辐射毒性缓解。 图6. C57BL/6N WT (20只雄性和13只雌性) 和转基因APCHi小鼠 (17只雄性和 17 只雌性)接受单剂量9.5 Gy的γ辐射。在接受红外线照射6个月后采集血浆样本，并进行基于LC-MS的代谢组学分析。对9.5 Gy辐射组与相应的假辐射动物的代谢特征进行了性别和基因型相关的二元比较，并总结为维恩图，以显示特定于每个性别和基因型的独特辐射诱导代谢变化。研究总结本研究通过代谢组学和脂质组学分析，揭示了急性辐射暴露对小鼠代谢系统的广泛影响，并发现了APC上调在减轻辐射损伤中的潜在作用。
■ 原文出自 Metabolites 期刊
Bansal, S.; Li, Y.; Bansal, S.; Klotzbier, W.; Singh, B.; Jayatilake, M.; Sridharan, V.; Fernández, J.A.; Griffin, J.H.; Weiler, H.; et al. Genetic Upregulation of Activated Protein C Mitigates Delayed Effects of Acute Radiation Exposure in the Mouse Plasma. Metabolites 2024, 14, 245. https://doi.org/10.3390/metabo14050245Metabolites 期刊介绍期刊内容涵盖代谢组学、代谢生物化学、计算和系统生物学、生物技术和医学领域相关的代谢物以及代谢方面的研究配资门户网站有哪些。
2024 Impact Factor: 3.7 2024 CiteScore: 6.9发布于：北京市出彩速配提示：文章来自网络，不代表本站观点。
相关文章
热点资讯
