斑馬魚重離子輻射易感基因的發(fā)現及其防護藥物的研究.pdf

1、宇宙空間環(huán)境復雜，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效應要比其他射線產生的效應巨大得多，能夠誘導細胞產生難以修復的DNA團簇損傷，與同等劑量的X、γ射線相比，具有更強的致死、致突變和致癌變能力，對機體會造成不可逆性傷害。隨著人類外太空探索的深入，研究重離子輻照對機體的影響以及研究開發(fā)保護宇航員的防輻射藥物對于宇宙航天員的生命安全具有重大意義。
　　脊椎動物斑馬魚（zebrafi

2、sh/Danio Reria）作為新的模式生物已成為生命科學研究的最佳模型之一。其胚胎和幼魚清透，便于對輻照后其形態(tài)上的觀察;單次排卵的數量多，適于防治藥物的高通量篩選;特別是其基因及相應信號通路與人類高度保守，在人類疾病的發(fā)病機制和防治藥物研發(fā)中廣泛應用。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等優(yōu)點，在發(fā)病機制研究和藥物篩選等方面被廣泛應用。
　　利用斑馬魚評價重離子輻照的生物學效應獨

3、具優(yōu)勢。本實驗研究重離子輻射對機體表型的影響，并通過基因芯片檢測重離子輻照后差異性表達基因，進一步利用RT-qPCR方法對表達差異性較大的基因進行驗證，剔除假陽性，從而篩選出易感基因。本課題共篩選出差異較大基因5個，其中基質金屬蛋白酶-9（MMP-9）基因表達上調近80倍。針對MMP-9展開研究，找到廣譜的基質金屬蛋白酶抑制劑伊洛馬司他(Ilomastat)。對Ilomastat的抗輻射活性進行系列研究。Ilomastat的最大溶解度是

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

5、結果表明，Ilomastat對斑馬魚胚胎孵化率、心率、畸形率以及死亡率等沒有顯著性影響;對斑馬魚胚胎發(fā)育未發(fā)現毒性反應現象;Ilomastat對斑馬魚胚胎的最佳起效時間為2hpf; Ilomastat能夠降低重離子輻射對斑馬魚胚胎的畸形表現;Ilomastat對重離子輻射斑馬魚胚胎的心率、孵化率沒有顯著性影響，但能夠顯著性降低胚胎的畸形率和死亡率，具有極顯著性統計學意義（p＜0.01）;Ilomastat能夠降低輻射斑馬魚胚胎MMP9的