高效细胞因子控释对急性放射损伤防治作用的研究

急性放射损伤是核素生产、核反应堆、肿瘤放疗等事故，航天航空、核恐怖袭击、中子弹、原子弹爆炸等核突发事件电离辐射引起的全身性疾病，其防治是各国政府高度机密重点投资的研究领域，文献报道极少。近年研究表明，放射损伤时机体细胞因子和生长因子分泌紊乱并且相对显著性降低。然而，外源性细胞因子注入机体会很快被体内酶系统降解失活，半寿期极短，而加大注射剂量或注射频率，则会对机体产生严重的毒副作用。因此，细胞因子的高效控释对于急性放射损伤的防治至关重要。在我们多年医用水凝胶、抗放基因和蛋白研究的基础上，本课题研制一种新型可注射的温敏性水凝胶蛋白控释系统，使其在动物体内由液态变为固态，高效控释优化组合的细胞因子，研究其对急性放射损伤的防治作用，深化放射损伤修复的分子调控机制研究，迄今尚未见文献报道。本研究旨在使我国获得具有自主知识产权的新型水凝胶控释蛋白系统，使我国在急性放射损伤防治领域跻身国际先进行列。

本项目研制了一种新型的水凝胶蛋白药物释放系统，研究了一种可用于该药释系统的新的抗辐射损伤基因及其蛋白质，研究其对动物急性放射损伤的防治作用及其机理。首先，应用接枝共聚的方法制备了具有良好性能的mPEG-g-chitosan共聚物水凝胶，该水凝胶可在常温或低温下呈液态溶胶，在体温时呈固态凝胶。mPEG-g-chitosan水凝胶的温敏性与与其质量浓度有密切的关系，接枝率为68%的水凝胶在1.5%～2.5%的质量浓度范围内，能在体温附近迅速凝固。该温敏性水凝胶具有良好的透过药物及持续释放蛋白类药物的性能，mPEG支链的亲水作用能够保护蛋白活性,显著提高了活性蛋白的累积释放率。本项目研究为活性蛋白质类药物的安全参入和控释提供了适宜的载体。. 在上述研究基础上，本项目选用PVA 、 PAAS 和AM经辐射交联和接枝制备了一种新型的水凝胶伤口敷料，其溶胀度高达46850.8%，生理盐水溶胀度高达4582.5%，抗张强度高达2.677 2.677，与国内外著名水凝胶敷料产品比较已达国际先进水平(P <0.01)。此外，本项目研制了具有国际一流水平的高吸水性树脂，尤其是吸液速率高达17.33秒，溶胀度高达624.59 ± 22.5g / g，显著优于国外著名高吸水性树脂产品。. 本项目首次成功地构建了耐辐射球菌pprI基因的重组真核表达质粒，并研究了该基因的表达及其抗辐射损伤的功能。结果首次发现，该重组质粒经体内电转染技术成功转入受照纯品种小鼠骨骼肌内，表达PprI蛋白，可显著减低急性放射损伤小鼠的死亡率，显著减少外周血白细胞下降的程度和数量，显著减少骨髓细胞、脾脏和胸腺淋巴细胞凋亡率，显著减轻小鼠睾丸、肺脏、肝脏和肾脏的病理学坏死和水肿，明显促进这些器官损伤的修复。总之，pprI基因重组真核表达质粒及其表达的蛋白对中子和伽马辐射引起的急性重度放射损伤具有显著地防治作用。该pprI基因重组质粒及其PprI蛋白同样可用于本项目研制的mPEG-g-chitosan水凝胶药物释放系统。