緩步動物蛋白可能很快使癌癥患者更耐輻射

當談到輻射的生存時，緩步動物真的很了解他們的東西，他們不屑一顧，因為這些劑量會消滅大多數其他生命形式。現在，研究人員正在利用這些知識尋找在癌癥治療。

由哈佛醫學院的 Ameya Kirtane 和愛荷華大學的 Jianling Bi 領導的一個團隊以信使 RNA 的形式分離出這種超能力，當注射到細胞中時，它可以保護細胞免受輻射。

當人們接受癌癥放療時，受影響的不僅僅是腫瘤。輻射也會導致健康細胞中的 DNA 斷裂，導致大量細胞死亡和炎癥，這是導致治療令人不快的副作用的原因。

“它可以表現為口腔潰瘍等簡單的事情，這會限制一個人的進食能力，因為它非常痛苦，需要住院治療，因為人們因疼痛、體重減輕或出血而遭受嚴重痛苦，”愛荷華大學放射腫瘤學家詹姆斯·伯恩 （James Byrne）說.

盡管它們有苔蘚小豬和水熊蟲等可愛的綽號，但被稱為緩步動物的微小八足動物卻是出了名的堅韌.除了在烤箱最熱的設置和 7.5 Gpa 的壓力下存活下來外，它們還可以處理大約一千次電離輻射的劑量會殺死一個人。

它們之所以能做到這一點，是因為它們能夠產生一種獨特的蛋白質 Dsup（“傷害抑制”的縮寫），這有助于它們同時承受初始爆炸和羥基自由基結果在細胞中形成，否則會撕裂一條甚至兩條 DNA 鏈。

科學家們已經他們都盯上了這種蛋白質作為癌癥治療的潛在輔助工具，因為它于 2016 年被發現，現在他們又近了一步。

2016 年的那項研究表明，當在人類細胞中表達時，Dsup 可將 X 射線誘導的 DNA 損傷減少約 40%，這就是為什么研究人員希望它可以保護癌癥患者免受治療的嚴重副作用。

但 Dsup 必須在細胞核內才能工作。將這種蛋白質直接遞送到每個細胞中是不可行的，并且將 Dsup 基因直接整合到 DNA 中也有其自身的風險。

“我們方法的優勢之一是我們使用的是信使 RNA，它只是暫時表達蛋白質，因此它被認為比 DNA 之類的東西安全得多，后者可能會被整合到細胞的基因組中，”Kirtane說.

通過將 mRNA 包裹在特定的聚合物脂質納米顆粒中（一種最適合結腸的設計，一種最適合口腔的設計），他們能夠將鏈走私到實驗室培養的細胞中，在那里它們被用來在分解之前產生大量的 Dsup。

“我們認為，也許通過結合這兩個系統——聚合物和脂質——我們可能能夠兩全其美并獲得高效的 RNA 遞送。這基本上就是我們所看到的，“Kirtane說.

重要的是，以 mRNA“配方”形式遞送 Dsup 還可以防止保護性緩步動物盔甲潛入輻射應該殺死的細胞，例如構成腫瘤的細胞。

為了確保這種療法在行動中發揮作用，該團隊將編碼 Dsup 的 mRNA 注射到小鼠體內，這些小鼠在 6 小時后接受了大致相當于人類癌癥患者可能接受的輻射劑量。

一組小鼠接受 mRNA 治療并放療到口腔;另一個是直腸。一些額外的小鼠在沒有 Dsup 保護的情況下接受了輻射，以提供比較基線。

與未接受 Dsup 保護的對照組相比，“直腸”組經歷的輻射誘導的雙鏈 DNA 斷裂數量約為一半。“嘴巴”組的休息時間大約是同齡人的三分之一。并且 mRNA 處理似乎對腫瘤體積沒有影響。

這項研究只是一個開始：樣本量非常小，當然，我們無法僅根據實驗室培養的細胞或小鼠的測試來預測人體對治療的反應。但這足以促使進一步調查，尤其是現在他們知道他們可以安全地將 mRNA 放入細胞中，而不會給癌癥帶來好處。

作者說：“Dsup mRNA 遞送的使用可用于其他幾種臨床應用，包括保護正常組織免受 DNA 損傷化療或特定組織的進行性退化、癌癥易感性、染色體不穩定和對 DNA 損傷劑的超敏反應寫.

“除了與癌癥相關的應用外，Dsup 蛋白的使用還可以擴展到全身暴露于太空輻射或作為預防核輻射暴露。”

這項研究發表在自然生物醫學工程.

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