危文俊,李朋飛,林素蘭,王菊芳

(1.中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所甘肅省空間輻射生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,蘭州730000；2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué),北京100049)

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循環(huán)血microRNA對(duì)輻射和輻射防護(hù)藥物的敏感性研究

危文俊1, 2,李朋飛1, 2,林素蘭1, 2,王菊芳1

(1.中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所甘肅省空間輻射生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,蘭州730000；2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué),北京100049)

摘要：循環(huán)血microRNA（miRNA）具有很好的特異性和穩(wěn)定性，并且參與多種生物過程。通過表達(dá)譜篩選循環(huán)血中對(duì)輻射及輻射防護(hù)藥物敏感的miRNA，可以為循環(huán)血miRNA作為輻射標(biāo)志物及輻射防護(hù)藥靶提供依據(jù)和參考。利用X射線和碳離子束對(duì)昆明小鼠進(jìn)行全身照射，采用實(shí)時(shí)定量PCR的方法研究了循環(huán)血中miRNA對(duì)輻射的敏感性，發(fā)現(xiàn)循環(huán)血中多種miRNA對(duì)輻射有響應(yīng)，并且這些miRNA大多與免疫系統(tǒng)和造血系統(tǒng)密切相關(guān)，其中的let-7a，miR-223和miR-574呈現(xiàn)出較強(qiáng)的輻射敏感性和較明顯的劑量效應(yīng)關(guān)系，具有作為輻射生物標(biāo)志物的潛能；并利用當(dāng)歸多糖對(duì)小鼠進(jìn)行灌胃，研究了其輻射防護(hù)特性，并且對(duì)給藥組和未給藥組小鼠在輻射處理后循環(huán)血中的miRNA表達(dá)水平進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，當(dāng)歸多糖對(duì)輻射處理小鼠的免疫系統(tǒng)和造血系統(tǒng)具有顯著的保護(hù)作用，給藥組循環(huán)血中部分miRNA表達(dá)變化趨勢(shì)與未給藥組明顯不同，循環(huán)血中不同的miRNA對(duì)輻射防護(hù)藥物有不同的敏感性，或可作為輻射防護(hù)藥物藥靶使用。

關(guān)鍵詞：循環(huán)血microRNA；輻射；敏感性；藥靶

1 引言

隨著載人航天事業(yè)的發(fā)展,未來航天員在太空的駐留時(shí)間將越來越長(zhǎng)。空間輻射環(huán)境復(fù)雜,主要由質(zhì)子、電子及少量重離子組成,它們具有能量高、劑量率低、隨機(jī)性強(qiáng)并可能與其它環(huán)境因素相互作用的特點(diǎn)［1］。重離子(包括鐵離子、碳離子等)射線所占的比例雖然不多,但由于其相對(duì)生物學(xué)效應(yīng)明顯,正越來越受到人們的重視。研究表明,空間輻射可造成人體器官和系統(tǒng)的損傷,導(dǎo)致各種疾病如眼底病變、再生障礙性貧血、各種腫瘤的產(chǎn)生,已成為影響航天員長(zhǎng)期駐留太空的主要因素之一［2］。美國(guó)國(guó)家航空航天局的研究表明,近地軌道的國(guó)際空間站內(nèi)受到的輻射劑量約為2 mSv/ day,而好奇號(hào)火星車搭載的RAD輻射系統(tǒng)監(jiān)測(cè)飛船在巡航途中受到的銀河系宇宙射線劑量約為1.8 mSv/ day［3］。國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì)建議的職業(yè)照射限值是平均每年不超過20 mSv［3］,在未來的載人航天活動(dòng)中,航天員接受到的輻射劑量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這個(gè)限值［4］,不僅可能增加潛在的致癌風(fēng)險(xiǎn),而且可能導(dǎo)致輻射中毒癥狀的產(chǎn)生。

microRNA(miRNA)是一種長(zhǎng)度約為18～24 nt的內(nèi)源性非編碼RNA,它通過與特異的mRNA3＇非編碼區(qū)(UTR)互補(bǔ)配對(duì)來抑制mRNA的翻譯,是一種非常重要的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控因子,參與生物體內(nèi)大部分生物過程的調(diào)控［5］。由于miRNA長(zhǎng)度較短,并且在循環(huán)血中常被囊泡包裹,所以miRNA可以穩(wěn)定存在于循環(huán)系統(tǒng)當(dāng)中。近年來,已有大量研究嘗試將血液系統(tǒng)中的miRNA作為疾病標(biāo)志物［6-8］。循環(huán)血中的miRNA是否可以作為輻射生物標(biāo)志物來反映個(gè)體所受到的輻射損傷情況呢？Jacob等人的研究發(fā)現(xiàn),在受到4 Gy的X射線輻照后,小鼠循環(huán)血中的miR-200b和miR-762顯示出較明顯的上升趨勢(shì),而miR-150表達(dá)則隨輻照劑量的增加呈現(xiàn)降低趨勢(shì)［9］。但是,以上這些研究選取的輻照劑量較大(1～12 Gy),射線種類比較單一,很難真實(shí)反映空間輻射對(duì)循環(huán)血miRNA的影響。本研究選取X射線和碳離子束對(duì)小鼠進(jìn)行全身照射,通過尋找小鼠循環(huán)血中輻射敏感的miRNA并進(jìn)行驗(yàn)證,以期得到可以用來評(píng)估空間輻射風(fēng)險(xiǎn)的理想的生物標(biāo)志物。

除了物理屏蔽手段以外,采取高效、低毒的輻射防護(hù)藥物降低空間輻射可能造成的危害也是有效的措施之一。當(dāng)歸多糖( Angelicasinensispolysaccharide,ASP)是一種從傳統(tǒng)中藥當(dāng)歸中提取的多糖,其主要成分為一類二糖聚合物,能明顯促進(jìn)動(dòng)物的造血機(jī)能,有效對(duì)抗輻射引起的血細(xì)胞減少,激活免疫系統(tǒng)的淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞,并且具有抗自由基,抗癌等功效,是比較理想的天然防輻射藥物［10-11］。本文進(jìn)一步研究了當(dāng)歸多糖對(duì)輻射處理小鼠的免疫系統(tǒng)和造血系統(tǒng)的保護(hù)作用,并且檢測(cè)了給藥組和未給藥組小鼠在照射前后循環(huán)血中miRNA的表達(dá)變化,探究miRNA作為輻射防護(hù)藥物藥靶的可能性,為尋找對(duì)抗空間輻射的新藥靶奠定基礎(chǔ)。

2 實(shí)驗(yàn)材料及方法

2.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及照射方案

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物選取6～7周的清潔級(jí)雄性昆明小鼠(蘭州大學(xué)醫(yī)學(xué)院提供),初始體重約為20±2 g,飼養(yǎng)一周后,挑選體重約為24±2 g的健康小鼠,利用Faxitron RX-650射線儀產(chǎn)生的X射線和近代物理研究所重離子加速器淺層治療終端提供的碳(12C6＋)離子束對(duì)小鼠進(jìn)行全身照射。由于X射線的線性傳能密度(linear energy transfer,LET)和相對(duì)生物學(xué)效應(yīng)(Relative biological effectiveness, RBE)低于重離子射線,所以選取的X射線的照射劑量要高于碳離子射線。X射線照射的小鼠分為4個(gè)組,照射劑量分別為0 Gy、0.5 Gy、2 Gy和4 Gy,劑量率為0.5 Gy/ min,碳離子束照射的小鼠分為3個(gè)組,照射劑量分別為0 Gy、0.25 Gy和0.5 Gy,劑量率為0.5 Gy/ min。每個(gè)處理組6只小鼠,并以未照射小鼠(0 Gy組)作為對(duì)照。

2.2 血清的提取和RNA的純化

照射結(jié)束24 h后,采用眼眶取血的方法,將全血采集到無RNA酶的EP管中,整個(gè)過程避免劇烈晃動(dòng)EP管,并且不要讓鼠毛等雜質(zhì)落入管中,防止溶血。將全血在室溫下放置2 h,3000 r/ min離心10 min,吸取上層澄清的血清,放入新的無RNA酶管中,10 000 r/ min離心10 min,即可分離得到實(shí)驗(yàn)所需血清樣品。由于血清樣品中RNA的豐度較低,所以采用QIAGENE公司的miRNeasy Serum/ Plasma Kit提取總的RNA,提取之前,在血清樣品中加入外源的cel-miR-39作為內(nèi)參用于歸一化。

2.3 miRNA PCR芯片的檢測(cè)及數(shù)據(jù)分析

得到的總RNA利用miScript II RT Kit(QIAGENE)進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄,使總RNA中的miRNA形成特異的cDNA聚合體。將cDNA聚合體和miS-cript SYBR Green PCR Kit(QIAGENE)充分混合,加入miScript miRNA PCR Arrays(QIAGENE)芯片的反應(yīng)孔中。將加入反應(yīng)體系的PCR芯片放入實(shí)時(shí)定量PCR儀CFX96TM Real-time System(Bio-RAD)中,進(jìn)行PCR擴(kuò)增及定量。miRNA芯片所得原始數(shù)據(jù)利用在線工具miScript miRNA PCR Array Date Analysis(http：/ / pcrdataanalysis.sabiosciences.com/ mirna/ arrayanalysis.php)進(jìn)行分析。數(shù)據(jù)分析工具采用的是2-ΔΔCt法,利用每組中外源cel-miR-39的Ct值對(duì)本組其它miRNA的Ct值進(jìn)行歸一化,然后進(jìn)行變化倍數(shù)、P值(與對(duì)照組進(jìn)行t檢驗(yàn))的分析。

2.4 差異表達(dá)miRNA的篩選

miRNA芯片檢測(cè)了86種miRNA的變化情況,通過以下兩個(gè)條件對(duì)芯片結(jié)果進(jìn)行篩選：(1)為保證miRNA在循環(huán)血中的豐度較高,其平均Ct小于32；(2)至少在一個(gè)照射劑量下,miRNA的變化倍數(shù)大于等于2,并且其P值小于0.1。

2.5 miRNA芯片結(jié)果的PCR定量驗(yàn)證

同2.2步驟,從經(jīng)過照射的小鼠血清樣本中提取得到總RNA,利用All-in-one First-stand cDNA Sythesis Kit(Gene Copoeia)反轉(zhuǎn)錄試劑盒進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄,得到cDNA聚合物。將從PCR芯片中篩選得到的幾種miRNA的引物分別與cDNA混合,再與All-in-oneTM miRNA qRT-PCR Detection Kit (Gene Copoeia)反應(yīng)體系混合,上機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)定量PCR反應(yīng)。

2.6 PCR定量數(shù)據(jù)分析

PCR定量數(shù)據(jù)分析采用2-ΔΔCt法。相同處理組中,分別利用每種miRNA的Ct值減去外加內(nèi)參cel-miR-39的Ct值,得到ΔCt,此步驟為歸一化。處理組與對(duì)照組中相同miRNA的ΔCt相減,得到ΔΔCt值。然后求2-ΔΔCt的值,即為此miRNA處理組與對(duì)照組的相對(duì)變化量。實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的差異性分析采用t檢驗(yàn),P＜0.05即為具有顯著性差異。

2.7 小鼠當(dāng)歸多糖灌胃及給藥后照射

為驗(yàn)證當(dāng)歸多糖的輻射防護(hù)作用,選取清潔級(jí)雄性昆明小鼠于每天早上10：00進(jìn)行當(dāng)歸多糖溶液灌胃,持續(xù)7天。每次灌胃的當(dāng)歸多糖溶液體積為200 uL,溶液濃度為1 mg/ mL,對(duì)照組灌胃等量的去離子水,給藥組和對(duì)照組各54只小鼠,灌胃2 h后小鼠正常進(jìn)水進(jìn)食。在第7次灌胃結(jié)束4 h 后,隨機(jī)將給藥組和對(duì)照組的小鼠各分成6個(gè)小組(X射線照射3個(gè)小組,碳離子束照射3個(gè)小組),每組9只。分別利用X射線和碳離子束對(duì)給藥組和對(duì)照組小鼠進(jìn)行全身照射。X射線照射劑量為0 Gy、2 Gy和4 Gy,劑量率為0.5 Gy/ min。碳離子束照射劑量為0 Gy、0.1 Gy和0.5 Gy,劑量率為0.5 Gy / min。

2.8 免疫系統(tǒng)及造血系統(tǒng)的分析

照射結(jié)束后24 h,分別取小鼠的血液、脾臟、骨髓進(jìn)行分析。免疫及造血系統(tǒng)的分析包括血象分析,脾臟指數(shù)分析,股骨有核細(xì)胞分析及T細(xì)胞CD4＋/ CD8＋分析。以上各個(gè)指標(biāo)的組間差異性分析均由實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組進(jìn)行t檢驗(yàn)分析,不同組間P＜0.05即為具有顯著性差異。

2.8.1 血象分析

由蘭州大學(xué)醫(yī)學(xué)院利用XFA6000Intelligent血常規(guī)分析儀分析完成。

2.8.2 脾臟指數(shù)

脾臟指數(shù)為每只小鼠脾臟質(zhì)量和體重的比值。

2.8.3 股骨有核細(xì)胞計(jì)數(shù)

取小鼠左側(cè)后腿股骨,將上面附著的肌肉剔凈,剪掉股骨兩端,用1 mLPBS反復(fù)沖洗4次, 200 r/ min離心3 min,吸取上清,吹打混勻后,吸取200 uL細(xì)胞懸液,加入9.8 mL去離子水中,顛倒混勻,利用Z2雙門檻細(xì)胞計(jì)數(shù)儀(Beckman Coulter)進(jìn)行骨髓有核細(xì)胞計(jì)數(shù)。

2.8.4 脾臟CD4＋/ CD8＋細(xì)胞比值

將脾臟反復(fù)剪碎,加入PBS搖勻,100目濾網(wǎng)過濾掉組織碎片,2000 r/ min離心,棄上清,加入2 mL紅細(xì)胞裂解液,低溫下裂解5 min,2000 r/ min離心5 min,棄掉上清。反復(fù)裂解2～3次,直至離心管內(nèi)細(xì)胞沉淀無紅色。500 mL PBS重懸,調(diào)整細(xì)胞濃度至1～3×106個(gè)/ mL。加入CD3＋、CD4＋、CD8＋抗體,避光條件下孵育20 min。利用FlowSight流式細(xì)胞儀(amnis)進(jìn)行檢測(cè),實(shí)驗(yàn)結(jié)果利用FlowJo軟件進(jìn)行分析。

2.9給藥照射后循環(huán)血miRNA的分析

2.7步驟中給藥組和對(duì)照組小鼠在照射結(jié)束24 h后取血,同2.2步驟提取總RNA,并同2.5步驟進(jìn)行RNA的反轉(zhuǎn)錄和qRT-PCR定量檢測(cè),同樣利用2-ΔΔCt法分析目標(biāo)miRNA的變化趨勢(shì)。

3 結(jié)果與分析

3.1 可作為輻射生物標(biāo)志物的miRNA的確定

前期芯片結(jié)果表明表明,小鼠循環(huán)血中與輻射相關(guān)的miRNA有幾十種。本研究分別利用X射線和碳離子束對(duì)小鼠進(jìn)行全身照射,于照射后24 h取血,提取血清后分離總RNA并進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄,用miRNA PCR array檢測(cè)了循環(huán)血中常見的86種miRNA表達(dá)水平,并通過Ct值、變化倍數(shù)及統(tǒng)計(jì)學(xué)條件(P＜0.1)分別在X射線組和碳離子射線組篩選得出了6個(gè)(表1)和10個(gè)(表2)符合條件的miRNA。

表1 小鼠循環(huán)血中對(duì)X射線敏感的miRNATable 1 miRNAs differentially expressed in mouse blood after exposure to X-ray

表2 小鼠循環(huán)血中對(duì)重離子射線敏感的miRNATable 2 miRNAs differentially expressed in mouse blood after exposure to carbon ion beam

通過文獻(xiàn)查閱,這些miRNA大多與免疫系統(tǒng)和造血系統(tǒng)密切相關(guān),如let-7a、miR-223和miR-574與骨髓細(xì)胞分化有關(guān),miR-146a、miR-181a、miR-155、miR-125b、miR-150、miR-320和miR-21a與淋巴細(xì)胞有關(guān)［12-15］。對(duì)這兩組miRNA集合求交集(圖1),可以得出let-7a、miR-223和miR-574三種miRNA在X射線及碳離子射線照射下都有顯著變化,具有作為輻射生物標(biāo)志物的潛能。

圖1 同時(shí)對(duì)X射線和碳離子射線敏感的3種miRNAFig.1 Three kinds of miRNAs are sensitive to both X-ray and carbon ion beam

3.2 輻射敏感miRNA表達(dá)水平的驗(yàn)證

為了驗(yàn)證芯片結(jié)果的準(zhǔn)確性,分別利用X射線和碳離子束對(duì)小鼠進(jìn)行照射,24 h后取血并分離血清,然后利用實(shí)時(shí)定量PCR技術(shù)對(duì)從芯片結(jié)果中篩選出來的對(duì)兩種輻射都敏感的let-7a、miR-223、miR-574進(jìn)行驗(yàn)證。從X射線(圖2)和碳離子(圖3)的驗(yàn)證結(jié)果可以看出,qRT-PCR結(jié)果與芯片結(jié)果一致。小鼠循環(huán)血中l(wèi)et-7a和miR-223在受到照射后表達(dá)水平隨劑量增加逐漸升高,而miR-574則呈下降趨勢(shì),并且對(duì)X射線和重離子的響應(yīng)具有一致性,具有作為輻射生物標(biāo)志物的潛能。

圖2 qRT-PCR技術(shù)驗(yàn)證X-ray照射后3種候選miRNA的變化趨勢(shì)Fig.2 Validation of 3 deregulated miRNAs after exposure to X-ray by qRT-PCR

圖3 qRT-PCR技術(shù)驗(yàn)證碳離子照射后3種候選miRNA的變化趨勢(shì)Fig.3 Validation of 3 deregulated miRNAs after exposure to carbon ions by qRT-PCR

3.3 當(dāng)歸多糖的輻射防護(hù)作用

選取6～7周的小鼠,利用當(dāng)歸多糖給小鼠(n＝9)連續(xù)灌胃7天,每次灌胃的給藥量為0.2 mg,對(duì)照組灌胃等體積的水。灌胃結(jié)束后,挑選體重及狀態(tài)相近的小鼠,分別利用X射線及碳離子束進(jìn)行全身照射。照射24 h后,檢測(cè)循環(huán)血白細(xì)胞數(shù)、脾臟指數(shù)、股骨骨髓有核細(xì)胞數(shù)和脾臟T細(xì)胞CD4＋/ CD8＋細(xì)胞比值,結(jié)果如圖4及圖5所示?？梢钥闯?在未給藥組,X射線和重離子射線都會(huì)使小鼠的骨髓造血細(xì)胞、循環(huán)血白細(xì)胞以及免疫器官淋巴細(xì)胞數(shù)量顯著下降,免疫器官脾臟也出現(xiàn)萎縮,說明輻射確實(shí)會(huì)對(duì)小鼠的免疫及造血系統(tǒng)產(chǎn)生顯著影響。而用當(dāng)歸多糖灌胃之后,小鼠的免疫及造血細(xì)胞數(shù)量有所上升,表明當(dāng)歸多糖促進(jìn)了小鼠免疫及造血細(xì)胞的生成。在受到照射后,給藥組的各項(xiàng)指標(biāo)都顯著高于未給藥組,證實(shí)當(dāng)歸多糖具有明顯的輻射防護(hù)作用。

圖4 當(dāng)歸多糖對(duì)X射線照射后的小鼠免疫及造血系統(tǒng)的保護(hù)作用Fig.4 Protection of ASP on the immune and hematopoietic system of mice after X-ray irradiation

3.4 當(dāng)歸多糖給藥條件下循環(huán)血中輻射敏感miRNA的變化

利用X射線對(duì)當(dāng)歸多糖給藥組和未給藥組的小鼠進(jìn)行全身照射。照射結(jié)束24 h后取血,利用qRT-PCR技術(shù)檢測(cè)小鼠循環(huán)血中輻射敏感的let-7a、miR-223和miR-574的表達(dá)水平(圖6)?？梢钥闯?原來在輻射處理后表達(dá)上升的let-7a 及miR-223在給藥組中沒有明顯的變化,而輻射處理后表達(dá)下降的miR-574在給藥組中的表達(dá)水平則隨照射劑量上升呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。這些變化說明,循環(huán)血中不同的miRNA對(duì)輻射防護(hù)藥物具有不同的響應(yīng)。

4 結(jié)論

miRNA作為一種重要的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控因子,積極響應(yīng)各種外界脅迫條件。在生物體受到輻射損傷時(shí),身體各個(gè)器官的miRNA分子會(huì)進(jìn)入循環(huán)血,所以循環(huán)血miRNA水平能反映機(jī)體受到的輻射損傷程度［6］。研究結(jié)果表明,小鼠循環(huán)血中多種miRNA在受到包括X射線和碳離子射線的照射后,其表達(dá)水平在照射后24 h都會(huì)出現(xiàn)顯著變化,甚至在較低劑量如0.5 Gy X射線和0.25 Gy碳離子的照射條件下,部分miRNA的表達(dá)水平都會(huì)出現(xiàn)顯著變化(表1、表2),表明循環(huán)血miRNA分子對(duì)各種劑量和類型的射線都具有較高的敏感性。由于miRNA是一類短鏈的小RNA分子,在不同物種間具有較好的保守性［16］,并且不容易被酶類分解,在提取和儲(chǔ)存的過程中具有較好的穩(wěn)定性［17］。miRNA具有靈敏度高,反應(yīng)時(shí)間短,穩(wěn)定性好等特點(diǎn),可以作為理想的輻射生物標(biāo)志物。通過對(duì)小鼠進(jìn)行全身照射處理,發(fā)現(xiàn)多種循環(huán)血miRNA對(duì)輻射有響應(yīng),其中l(wèi)et-7a,miR-223和miR-574呈現(xiàn)出較強(qiáng)的輻射敏感性和較明顯的劑量效應(yīng)關(guān)系。如果將輻射敏感的miRNA制成生物芯片,將會(huì)成為一種簡(jiǎn)便有效的輻射檢測(cè)方法,有望在未來的輻射損傷評(píng)估中發(fā)揮巨大的作用。

圖5 當(dāng)歸多糖對(duì)碳離子照射后的小鼠免疫及造血系統(tǒng)的保護(hù)作用Fig.5 Protection of ASP on the immune and hematopoietic system of mice after carbon ions irradiation

通過當(dāng)歸多糖對(duì)小鼠輻射防護(hù)效果的評(píng)估,可以看出當(dāng)歸多糖對(duì)輻射處理小鼠的免疫系統(tǒng)和造血系統(tǒng)具有顯著的保護(hù)作用(圖4、圖5),是一種有效的天然抗輻射藥物。通過檢測(cè)給藥組和未給藥組小鼠輻射后循環(huán)血中的miRNA表達(dá)水平,發(fā)現(xiàn)給藥組部分miRNA表達(dá)變化趨勢(shì)與未給藥組顯著不同(圖6),表明循環(huán)血miRNA對(duì)輻射防護(hù)藥物具有敏感性,并可能是作為藥物靶基因的次級(jí)產(chǎn)物而出現(xiàn)表達(dá)水平的差異。而miRNA作為一種轉(zhuǎn)錄后調(diào)控因子,有可能通過循環(huán)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移和細(xì)胞間的旁效應(yīng)對(duì)其它細(xì)胞甚至是器官產(chǎn)生作用,具有成為防輻射藥物藥靶的可能。通過進(jìn)一步探索這些miRNA分子的功能以及它們對(duì)免疫系統(tǒng)和造血系統(tǒng)的影響,將有助于新輻射生物標(biāo)志物和新藥靶的研發(fā),對(duì)我國(guó)載人航天的發(fā)展具有重要的實(shí)際意義和廣闊的應(yīng)用前景。

圖6 當(dāng)歸多糖給藥和未給藥條件下X射線輻照后循環(huán)血miRNA的不同表達(dá)情況Fig.6 The different expression of circulating miRNAs after exposure to X-ray in ASP treated and non-treated groups

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Study on Sensitivity of Circulating microRNA to Radiation and Radioprotective Drug

WEI Wenjun1,2, LI Pengfei1,2, LIN Sulan1,2, WANG Jufang1
(1.Gansu Key Laboratory of Space Radiobiology, Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, China；2.University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)

Abstract：Circulating microRNA (miRNA) in blood has good specificity and stability, which involved in many biological processes.Screening miRNAs in blood responded to radiation and radioprotector by global expression profile could provide reference to utilize circulating miRNA as biomarkers of radiation and targets of radioprotector.Kunming mice were whole-body exposed to X rays and carbon ions, then, radiosensitivity of circulating miRNA were detected by qRT-PCR analysis.It was found that many kinds of circulating miRNAs responded to radiation, and most of them were closely associated with immune system and hematopoietic system.Among these radiation related miRNAs, let-7a, miR-223 and miR-574 showed obvious radiosensitivity and dose-effect, which demonstrated that they were potential biomarkers of radiation.Then, mice were treated with Angelica sinensis polysaccharide (ASP) by gavage.The authors studied the radiation protection features of ASP and compared the expression levels of circulating miRNAs between ASP treatedgroup and control group after irradiation.The results showed that ASP significantly protected the immune system and hemato-book=247,ebook=109poietic system of irradiated mice, meanwhile, the expression pattern of some miRNAs was distinctively different between the ASP treated group and the control group.Those findings indicate that different circulating miRNA has different sensitivity to radioprotector, and they could be possible targets of radioprotector against radiation damage.

Key words：circulating microRNA；radiation；sensitivity；drug target

作者簡(jiǎn)介：危文俊(1990-),男,博士研究生,研究方向?yàn)榭臻g輻射防護(hù)及生物學(xué)效應(yīng)。E-mial：wwwweiwenjun＠163.com

基金項(xiàng)目：載人航天預(yù)先研究項(xiàng)目(040101)

收稿日期：2015-06-30；修回日期：2016-02-14

中圖分類號(hào)：R852.7；Q691.7

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-5825（2016）02-0246-08