基于Thbd-aPC信号通路的阿魏酸抗辐射作用机制研究

Mechanisms of the anti-radiation effect have been the hotspot and difficulty in the field of radioprotectors research.In vivo studies indicate that ferulic acid can promote the hematopoietic systems recovery, especially the bone marrow cells and the peripheral blood hematology, in the Balb/c mice irradiated at a dose of 2.5 Gy cobalt-60 gamma ray. In vitro studies prove that ferulic acid can active the anti-oxidative pathway to induce expression of the protective gene (ERK, Nrf, HO-1, etc.), reduce inflammation and apoptosis, mitigate the damage of lymphoblastoid cells AHH-1 and the human umbilical vein endothelial cells induced by radiation. But the mechanisms of enhancing hematopoietic progenitor cell activity and raising peripheral blood hematology contents have yet to be instructed and consummated. On these bases, this research intends to introduce modern biological technology to anti-radiation studys and establish the thrombomodulin - activated protein C (Thbd - aPC) signaling pathway screening model to be suitable for the evaluation of radioprotectors. Thus identify the activation effect of ferulic acid to Thbd - aPC signaling pathway, which is a new anti-radiation signaling pathway of promoting the hematopoietic systems recovery. After evaluating the anti-radiation activation of ferulic acid, the mechanism studies of anti-radiation damage will be taken on the body, cell, and molecular levels. These all to clearly clarify the target and the mechanism of ferulic acid and provide a scientific basis to its anti-radiation effect.

抗辐射作用机制研究一直是辐射防护药物研究的热点与难点。前期体内研究表明，阿魏酸可促进2.5Gy钴-60γ射线辐射小鼠的骨髓造血机能和外周血象恢复，发挥在体抗辐射作用；而体外作用机制研究主要集中于阿魏酸对抗氧化通路激活，诱导保护基因（ERK、Nrf、HO-1等）表达，降低炎症反应及凋亡，缓解淋巴母细胞和血管内皮细胞的辐射损伤。其促进造血机能恢复与增加外周血有形成分的作用机制尚待说明与完善。在此基础上，本研究综合应用现代生物学技术，建立Thbd介导的aPC激活剂筛选模型，鉴定阿魏酸对促进造血的新的抗辐射通路--Thbd-aPC信号通路--的激活作用，并进行抗辐射损伤效应评价，分别在整体、细胞和分子水平对阿魏酸进行抗辐射损伤机制研究，揭示和完善阿魏酸抗辐射损伤作用靶点及调控网络，阐明阿魏酸抗辐射作用机理，为阿魏酸抗辐射损伤规律的系统研究提供科学依据。

抗辐射作用机制研究一直是辐射防护药物研究的热点与难点。前期研究表明，阿魏酸可促进2.5 Gy钴-60γ射线辐射小鼠的骨髓造血机能和外周血象恢复；而体外作用机制研究主要集中于阿魏酸对抗氧化通路激活，诱导保护基因表达，降低炎症反应及凋亡等。其促进造血机能恢复与增加外周血有形成分的作用机制尚待说明与完善。本研究综合应用现代生物学技术，建立了Thbd启动子的激活剂筛选模型，在分子和细胞水平阐明阿魏酸可以作用于Thbd启动子，激活促进造血的新的抗辐射通路——Thbd-aPC信号通路，抑制4 Gy照射所致的血管内皮细胞G2/M期阻滞，提高受照细胞活力，从而维持血管内皮细胞形成的造血微环境；同时，Thbd-aPC信号通路的激活还可以抑制HMGB1由细胞核向胞外释放，进而调控IL-6、IL-8和TNFα等炎症因子，缓解辐射所致的炎症反应。整体水平研究亦发现阿魏酸可促进3.5 Gy和5.5 Gy受照小鼠骨髓Thbd表达，提高祖细胞增殖和分化能力，加速外周血象恢复，并且能够降低炎症反应；同时，它还可以延长7.5 Gy和9 Gy照射后小鼠的存活时间和提高小鼠30天存活率。综上可见：Thbd是阿魏酸抗辐射的关键靶点；以Thbd-aPC信号通路为线索，可进一步完善阿魏酸保护受辐射小鼠骨髓造血机能、促进外周血象恢复、抑制辐射所致炎症反应的调控网络，为阿魏酸抗辐射作用的系统研究提供科学依据。