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随着核技术在工农业、医学、生命科学等方面应用的迅速发展,辐射对人类的影响日益增加,辐射暴露的风险也越来越大。辐射可对机体产生严重的损伤,引起机体细胞、器官和组织的代谢、形态与功能的改变,导致机体产生炎症和器官损伤,以及免疫力降低,最终出现死亡或导致癌变。因此,研发高效的抗辐射防护药物依然是当前辐射防护研究的重点。本研究首先开展了辐射对模式生物斑马鱼早期发育的影响评估和辐射敏感基因的筛选与验证;针对敏感基因寻找靶向拮抗药物,以C57BL/6J小鼠为研究对象,研究分析该药物的体内抗辐射防护效果,以期为辐射防护提供高效备用药物。我们的研究发现:(1)质子照射后,斑马鱼胚胎或者幼鱼出现畸形率和死亡率增加、孵化率和心率降低、线粒体DNA含量降低、胚胎呼吸速率降低等遗传与发育毒性;辐照后144 h收集样品,表达谱检测显示,1192个基因异常表达,其中基质金属蛋白酶9(Matrix metallopeptidase 9,MMP9)基因显著上调,MMP9的酶活性也显著升高。(2)实验鼠仅肺部位置15 Gy?-射线照射后,肺组织内MMPs的活性显著上升,辐射后第一周MMP9基因表达也显著上调。MMPs抑制剂伊洛马司他(Ilomastat)辐射前2 h预处理,显著地抑制了MMP9的活性上升和表达上调。此外,Ilomastat也明显地减轻了肺炎和肺纤维化程度,保护肺泡细胞结构的完整性以及减少了细胞凋亡,同时,Ilomastat也提高了实验鼠肺局部照射后的存活率。(3)进一步的研究也显示,Ilomastat预处理能够明显增加实验鼠全身受辐照后的存活;在辐射后30 min用药,也具有很好的营救作用。(4)实验鼠6 Gy全身照射后,各类血相指标均明显下降,而Ilomastat预处理2 h,明显促进血相指数的恢复。此外,Ilomastat预处理也促进了骨髓HPS/HSC的恢复,以及提升脾脏指数、脾脏淋巴细胞亚群比例。我们的研究首次证实,MMPs抑制剂Ilomastat辐射前后用药,能提高受辐射鼠的存活和促进造血与免疫系统损伤的恢复,表明Ilomastat是一种很好的潜在抗辐射药物。Ilomastat预处理可以明显减轻放射性肺损伤,对于临床肺癌放疗减轻肺损伤副作用,也具有指导意义。未来针对Ilomastat的最佳预防或者治疗剂量、给药方式以及其它类型辐射的防护作用,还需进行广泛的详细研究,从而为其临床抗辐射防护的应用,提供更可靠的理论依据。