MnSOD/ROS在雷帕霉素预防唾液腺放射损伤中的机制研究

Radiotherapy is commonly used in patients with oral cavity and pharyngeal cancers, usually resulting in irreversible salivary hypofunction. Currently management of radiation damage to salivary glands still remains a great challenge.The primary cause of salivary functional disability includes irradiiation-induced acinar cells injury. Our previous studies have shown that rapamycin could significantly alleviated irradiiation-induced salivary gland hypofunctionin in swine by scavenging the reactive oxide species (ROS), however, the mechanism of rapamycin reduced ROS is at present not known. In this study, we try to investigate the mechanism of rapamycin ameliorates salivary hypofunction by increaseing manganese superoxide dismutase (MnSOD), a ROS scavenger, which lay the foundation for a new targeted drug development to prevent irradiation-induced salivary hypofunction.

头颈部恶性肿瘤患者大部分要接受放射治疗，但放射线对正常唾液腺组织也造成一定程度的损害，引发口腔干燥等一系列并发症。唾液腺腺泡细胞损伤是导致功能丧失的主要原因，因此在放射治疗过程中如何保护唾液腺腺泡细胞成为防治唾液腺放射损伤的研究热点。雷帕霉素是一种广泛应用于临床的免疫抑制剂，本课题组前期研究表明，雷帕霉素可以有效地预防小型猪腮腺放射损伤，可能是通过清除放疗产生的活性氧自由基，达到防治唾液腺细胞放射损伤的目的。然而雷帕霉素清除氧自由基的机制尚不清楚，另外其作为全身免疫抑制剂，临床应用范围局限。本项目拟探索超氧化物歧化酶在雷帕霉素清除氧自由基预防唾液腺放射损伤中的作用机制，为开发精准靶向治疗药物防治唾液腺放射损伤提供研究基础。

研究目的：.本研究拟在小型猪腮腺放射损伤模型上揭示雷帕霉素减轻唾液腺功能障碍的重要作用，明确雷帕霉素依赖的自噬通路调控和抑制炎症反应是雷帕霉素防护小型猪唾液腺放射损伤重要机制。.实验方法：.27只雄性小型猪，随机分成3组：正常对照组（NT）、雷帕霉素放疗组（IR+Rap）、单纯放疗组（IR）。放疗后24小时、4周、16周3个时间点进行观察。放疗方式采取右侧腮腺分割放射治疗（7.5Gy/天，连续5天）。给药组放疗前1h腹腔注射0.1mg/kg 雷帕霉素溶液。每隔2周测量唾液流率。在放疗后24小时、4周、16周分别处死小型猪获取腮腺，利用HE、Masson染色检测纤维化，通过免疫组织化学染色、免疫蛋白印迹法以及定量PCR检测mTOR通路、Caspase 3、LC3B、P62、TNF-α等相关指标表达水平。 .研究结果：.放疗后16周，IR+Rap 组腮腺唾液流率可以恢复到正常组的40%左右，而IR组只有正常组的20%；放疗后16周，与IR组相比，IR+Rap 组HE和Masson染色显示腮腺结构保存相对完整，纤维化程度降低，AQP5表达增加。放疗后24小时，与IR组相比，IR+Rap 组mTOR通路被显著抑制。放疗后4周，与IR组相比，IR+Rap组腮腺内LC3B表达增高、P62表达下降，提示自噬水平升高，而炎症因子TNF-α、IL-1β表达显著下降，腺泡细胞的凋亡水平下降。.结论：.雷帕霉素可以在放疗后有效保存唾液腺分泌功能，保存腺泡细胞并抑制唾液腺纤维化水平，其可能通过上调自噬和抑制炎症反应减轻小型猪腮腺放射损伤。