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过氧化物酶Prdx6调控电离辐射后皮肤反应的作用及机制研究

发布时间:2020-05-12 14:11
【摘要】:目的:放射性皮肤损伤是肿瘤放射治疗、骨髓移植预处理以及放射性核事故的常见并发症。长期以来放射性皮肤损伤机制不明,也缺乏有效的防治手段。本论文的研究目标是:(一)高通量筛选放射性皮肤损伤相关的关键分子;(二)研究miR-214/peroxiredoxin-6(Prdx6)通路在放射性皮肤损伤中的功能与作用机制研究;(三)在动物模型中研究Prdx6在防护放射性皮肤损伤中的效能。方法:(一)高通量筛选放射性皮肤损伤相关的关键分子。1、蛋白质二维电泳结合质谱分析鉴定皮肤组织响应电离辐射的差异表达蛋白。2、miRNA芯片分析鉴定皮肤组织响应电离辐射的差异表达miRNA。3、生物信息学分析建立miRNA-蛋白质互作网络,鉴定参与放射性皮肤损伤的新信号通路。(二)miR-214/Prdx6参与放射性皮肤损伤调控的机制研究。1、荧光素酶报告基因分析和western blot验证miR-214与Prdx6之间调控关系。2、利用细胞存活克隆实验检测过表达Prdx6对于皮肤细胞放射敏感性的影响。3、采用氧自由基(ROS)及线粒体特异性荧光探针检测受过表达Prdx6对经照射皮肤细胞中ROS水平及细胞器结构的影响。4、利用流式细胞术检测过表达Prdx6对于受照射皮肤细胞凋亡的影响。5、采用氧自由基(ROS)及线粒体特异性荧光探针检测miRNA-214抑制剂对受照射皮肤细胞内ROS水平及细胞器结构的影响。6、利用荧光素酶报告基因方法探索受照射皮肤细胞中Prdx6转录水平的应答机制。(三)Prdx6作为放射性皮肤损伤防护潜在靶点的体内研究。1、建立SD大鼠放射性皮肤损伤模型。2、皮下注射Prdx6过表达及对照质粒,照射后24小时取皮肤组织检测组织内ROS水平及丙二醛(MDA)浓度。3、观察记录辐射照射后大鼠皮肤损伤情况,进行评价并绘制曲线图。4、采用苏木素-伊红(HE)染色进行放射性皮肤损伤组织的病理学分析。结果:(一)高通量筛选放射性皮肤损伤相关的关键分子。1、蛋白质组和miRNA芯片分析鉴定到大鼠皮肤组织中24种电离辐射响应蛋白质和12种电离辐射响应miRNA。2、生物信息学工具预测放射性皮肤损伤中存在miR-214/Prdx6的互作通路。(二)miR-214/Prdx6参与放射性皮肤损伤调控的机制研究。1、miR-214直接调控Prdx6。2、过表达Prdx6可以降低皮肤细胞的放射敏感性,差异极显著(**P=0.003)。3、过表达Prdx6可以减少受照射皮肤细胞内ROS的生成并保护线粒体,差异显著(**P㩳0.01,*P㩳0.05)。4、过表达Prdx6可以降低受照射皮肤细胞的凋亡率,差异显著(*P0.05)。5、抑制miR-214表达可以减少受照射皮肤细胞内ROS的生成并保护线粒体差异显著(**P㩳0.01,*P㩳0.05)。6、Prdx6在转录水平存在电离辐射负调控响应原件,初步判断在启动子-2002到-1397位置。(三)Prdx6作为放射性皮肤损伤防护潜在靶点的体内研究。1、过表达Prdx6降低大鼠皮肤组织内ROS水平和MDA浓度,缓解急性放射性皮肤损伤,差异显著(*P㩳0.05)。2、过表达Prdx6使得大鼠慢性放射性皮肤损伤明显缓解。3、HE染色显示过表达Prdx6较对照处理能使大鼠皮肤组织角质层厚度减少,差异显著(*P0.05),但增多皮肤附属器。结论:本论文发现Prdx6和miR-214是皮肤组织电离辐射响应关键分子,并证实Prdx6是miR-214的新靶基因;抑制miR-214或过表达Prdx6能降低皮肤细胞/组织对放射损伤的敏感性、降低细胞/组织中ROS水平和MDA浓度,表明miR-214/Prdx6通路在放射性皮肤损伤中发挥重要作用。本论文提示Prdx6作为防治放射性皮肤损伤的潜在靶点可以为该疾病的预防和治疗提供新的途径和方法。
【图文】:

示意图,皮肤损伤,肿瘤病人


图 1.A 肿瘤病人放疗过程中严重的皮肤损伤。B 皮肤结构示意图。性皮肤损伤分为急性损伤和慢性损伤,不同剂量的电离辐射会对皮肤损伤。急性损伤发生在放疗后数小时至数周内,慢性损伤则发生在放内。急性放射性皮肤损伤主要包括表皮和真皮细胞的改变和炎症,临水肿、色素变化和脱毛。对于放射性皮肤损伤的组织学分析显示表皮角质层增厚。严重的放射损伤会导致表皮的完全丢失和持续的纤维性电离辐射暴露约一年后,慢性皮肤损伤使皮肤状态呈现出变薄、低血受到创伤或者感染,,临床表现为溃疡、纤维化和毛细血管扩张,发生的数周至数年内[5]。放射性皮肤损伤与剂量的相关性及发病时间可见表 1. 放射性皮肤损伤临床表现与辐照剂量、发病时间相关表急性皮肤损伤 剂量(Gy) 发病时间早期瞬间红斑 2 几小时微弱红斑; 脱毛 6-10 7-10 天

细胞因子,直接损伤,信号通路,放射线


图 2.图解放射性皮肤损伤中涉及的关键细胞因子及反应现有研究成果,皮肤受电离辐射后被激活的信号通路可用图 2 表述,细胞受到放射线直接损伤,释放大量自由基,并产生多种细胞因子和 IL-1α、 IL-1β、TNFα、IL-6、 IL-8、CCL4、CXCL10 和 CCL2[9-11]
【学位授予单位】:苏州大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:R730.55

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本文编号:2660342

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