| 题名 | 酵母β-葡聚糖的碳离子辐射防护效应及相关机理研究 |
| 作者 | 刘芳 |
| 答辩日期 | 2019-06-01 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所) |
| 授予地点 | 中国科学院大学 |
| 导师 | 李文建 |
| 英文摘要 | 随着载人航天事业的不断发展,空间辐射尤其是空间重离子辐射对宇航员健康安全的影响日益受到重视。因此,寻找高效低毒、给药途径以口服最佳的抗辐射药物具有重要的研究意义。本论文以人脐静脉内皮细胞和BABL/c小鼠为研究模型,研究酵母β-葡聚糖对碳离子辐射损伤的体内外防护效应,并基于配体-受体相互作用激活胞内信号传导,探讨酵母β-葡聚糖对碳离子(80MeV/u)辐射防护效应的分子机制。以期为酵母β-葡聚糖作为安全有效的辐射防护药物提供数据支持。体外研究:用MTT法研究不同浓度酵母β-葡聚糖作用不同时间对人脐静脉内皮细胞(Eahy926)的毒性作用,发现在0-100μg/mL浓度范围内,酵母β-葡聚糖对Eahy926细胞没有明显的毒性作用。克隆形成实验结果表明,10μg/mL酵母β-葡聚糖提高了碳离子辐射细胞的克隆存活率。用流式细胞术检测细胞DNA损伤、凋亡及周期分布,并用比色法检测丙二醛(MDA)含量,结果发现,10μg/mL酵母β-葡聚糖能降低碳离子辐射诱导的细胞DNA损伤和凋亡、降低细胞内MDA水平、缓解细胞周期阻滞、提高DNA损伤修复率。用流式细胞术检测细胞内活性氧物质(ROS)含量、用比色法检测抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)活性,结果发现10μg/mL酵母β-葡聚糖可以降低细胞内ROS、增加抗氧化酶活性。用蛋白印迹杂交检测通路相关蛋白Src、MnSOD、BRCA2、Hsp90α、Bax、Bcl-2的表达,用核因子检测试剂盒检测核因子NF-κB的五种亚基p65、p50、RelB、p52和C-Rel的入核情况,结果表明,酵母β-葡聚糖通过与细胞表面Dectin-1受体相互作用,使Src磷酸化,进而激活NF-κB的p65、p50和RelB亚基入核,提高促进存活相关的NF-κB靶蛋白包括抗氧化蛋白MnSOD、DNA损伤反应和修复相关蛋白BRCA2和Hsp90α以及抗凋亡蛋白Bcl-2的表达。体外研究表明:酵母β-葡聚糖通过降低细胞内氧化应激、提高内源性抗氧化酶水平,同时激活细胞内NF-κB通路、上调促进存活相关蛋白的表达,从而减轻碳离子辐射对Eahy926细胞的损伤、促进损伤修复、提高辐射细胞存活率,起到了辐射防护作用。关于酵母β-葡聚糖的辐射防护机理研究大部分集中于其抗氧化和免疫调节能力,我们的研究首次探讨了酵母β-葡聚糖通过受体-配体相互作用继而调控促进存活相关蛋白的表达来实现辐射防护。体内研究:不同剂量碳离子全身辐射小鼠后第1、3和8天,用双尾彗星电泳技术检测器骨髓有核细胞DNA单双链断裂水平的变化情况,发现辐射后第3天DNA损伤最为严重。以辐射前两周以高、中、低浓度的酵母β-葡聚糖对小鼠进行灌胃,检测2Gy碳离子辐射后第3天和第8天小鼠骨髓有核细胞DNA损伤情况,发现低浓度酵母β-葡聚糖能有效降低DNA损伤。进一步研究发现,低浓度酵母β-葡聚糖显著降低了2Gy碳离子辐射诱导的骨髓有核细胞凋亡以及细胞内ROS和MDA水平,缓解了细胞周期阻滞,提高了血浆中细胞因子IL-3、IL-6、G-CSF和GM-CSF水平,从而缓解了碳离子辐射导致的造血综合征(Hematopoietic syndrome)。基因表达谱研究表明,酵母β-葡聚糖显著改变了碳离子全身辐射小鼠骨髓有核细胞的基因表达谱,酵母β-葡聚糖上调了造血相关基因的表达,并且调节了免疫相关基因表达,维持了骨髓造血干细胞生态位的稳定性。存活研究表明,低浓度酵母β-葡聚糖有效提高了6Gy碳离子全身辐射小鼠的存活率,并减轻了由碳离子辐射引起的体重降低。体内研究表明:口服酵母β-葡聚糖通过减轻辐射小鼠骨髓有核细胞的氧化损伤、改变骨髓有核细胞的基因表达谱、提高血浆中保护性细胞因子水平,有效减轻碳离子辐射小鼠的骨髓造血细胞损伤,促进造血细胞损伤修复,促进造血干/祖细胞增殖,从而减轻辐射诱导的造血综合征,提高辐射小鼠的存活率。该结果将有助于更好地理解酵母β-葡聚糖辐射防护作用的分子机制,并为未来辐射防护药物的开发奠定理论基础。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 116 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://119.78.100.186/handle/113462/134957]  |
| 专题 | 近代物理研究所_加速器总体室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘芳. 酵母β-葡聚糖的碳离子辐射防护效应及相关机理研究[D]. 中国科学院大学. 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所). 2019. |
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