斑馬魚(yú)重離子輻射易感基因的發(fā)現(xiàn)及其防護(hù)藥物的研究.pdf

1、宇宙空間環(huán)境復(fù)雜，充滿著各種射線，雖然重離子在射線中所占的比例僅為1％，但是其特有的能量沉積所造成的生物學(xué)效應(yīng)要比其他射線產(chǎn)生的效應(yīng)巨大得多，能夠誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生難以修復(fù)的DNA團(tuán)簇?fù)p傷，與同等劑量的X、γ射線相比，具有更強(qiáng)的致死、致突變和致癌變能力，對(duì)機(jī)體會(huì)造成不可逆性傷害。隨著人類外太空探索的深入，研究重離子輻照對(duì)機(jī)體的影響以及研究開(kāi)發(fā)保護(hù)宇航員的防輻射藥物對(duì)于宇宙航天員的生命安全具有重大意義。
　　脊椎動(dòng)物斑馬魚(yú)（zebrafi

2、sh/Danio Reria）作為新的模式生物已成為生命科學(xué)研究的最佳模型之一。其胚胎和幼魚(yú)清透，便于對(duì)輻照后其形態(tài)上的觀察;單次排卵的數(shù)量多，適于防治藥物的高通量篩選;特別是其基因及相應(yīng)信號(hào)通路與人類高度保守，在人類疾病的發(fā)病機(jī)制和防治藥物研發(fā)中廣泛應(yīng)用。加上其養(yǎng)殖方便、繁殖周期短、胚胎體外受精、在體外發(fā)育，胚胎又能夠很快吸收小分子物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，在發(fā)病機(jī)制研究和藥物篩選等方面被廣泛應(yīng)用。
　　利用斑馬魚(yú)評(píng)價(jià)重離子輻照的生物學(xué)效應(yīng)獨(dú)

3、具優(yōu)勢(shì)。本實(shí)驗(yàn)研究重離子輻射對(duì)機(jī)體表型的影響，并通過(guò)基因芯片檢測(cè)重離子輻照后差異性表達(dá)基因，進(jìn)一步利用RT-qPCR方法對(duì)表達(dá)差異性較大的基因進(jìn)行驗(yàn)證，剔除假陽(yáng)性，從而篩選出易感基因。本課題共篩選出差異較大基因5個(gè)，其中基質(zhì)金屬蛋白酶-9（MMP-9）基因表達(dá)上調(diào)近80倍。針對(duì)MMP-9展開(kāi)研究，找到廣譜的基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑伊洛馬司他(Ilomastat)。對(duì)Ilomastat的抗輻射活性進(jìn)行系列研究。Ilomastat的最大溶解度是

4、0.5mg/mL，顯微注射到受精后24h斑馬魚(yú)胚胎的卵黃囊中，每個(gè)胚胎注入8.8nl,觀察其胚胎發(fā)育情況;最佳起效時(shí)間研究:將最大溶解度的Ilomastat溶液8.8nl注射到受精24h后斑馬魚(yú)胚胎的卵黃囊中，0.5h、1h、2h、4h、8h后，利用RT-qPCR檢測(cè)不同時(shí)間點(diǎn)MMP-9的表達(dá)量，確定了藥物的最佳起效時(shí)間;給藥后在藥物的最佳起效時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行輻照，觀察其胚胎發(fā)育情況，通過(guò)死亡率、孵化率、畸形率以及畸形表現(xiàn)等確定其抗輻照效果。

5、結(jié)果表明，Ilomastat對(duì)斑馬魚(yú)胚胎孵化率、心率、畸形率以及死亡率等沒(méi)有顯著性影響;對(duì)斑馬魚(yú)胚胎發(fā)育未發(fā)現(xiàn)毒性反應(yīng)現(xiàn)象;Ilomastat對(duì)斑馬魚(yú)胚胎的最佳起效時(shí)間為2hpf; Ilomastat能夠降低重離子輻射對(duì)斑馬魚(yú)胚胎的畸形表現(xiàn);Ilomastat對(duì)重離子輻射斑馬魚(yú)胚胎的心率、孵化率沒(méi)有顯著性影響，但能夠顯著性降低胚胎的畸形率和死亡率，具有極顯著性統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（p＜0.01）;Ilomastat能夠降低輻射斑馬魚(yú)胚胎MMP9的