基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑在抗核輻射中的用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及核輻射易感基因及基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑作為防治核輻射藥物的研制以及基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑在抵抗核輻射方面的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來核能和平利用設(shè)施得到廣泛推廣，核泄露事故頻繁發(fā)生。核武器作為軍事威脅一直存在，利用臟彈等進(jìn)行的核恐怖事件也給人們的生活帶來了更大的恐怖威脅。在嚴(yán)查嚴(yán)防、防患于未然的同時(shí)，也必須要做好準(zhǔn)備，開發(fā)抗輻射藥物用于預(yù)防和治療，以便將損失減小到最低。
[0003]隨著航天科技的迅猛發(fā)展，載人飛船相繼升空，登月工程、火星探測等探索計(jì)劃穩(wěn)步推進(jìn)，宇航員的外太空醫(yī)學(xué)防護(hù)已成為現(xiàn)代航空醫(yī)學(xué)亟待解決的課題。外太空對宇航員的傷害主要是復(fù)雜的電離輻射環(huán)境，由高通量帶電粒子和高能量的重離子組成。重離子損傷主要是能夠誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生難以修復(fù)的DNA團(tuán)簇?fù)p傷，具有更強(qiáng)的致死、致畸、致突變和致癌變作用。
[0004]輻射與人們的日常生活也密切相關(guān)。隨著核醫(yī)學(xué)的飛速發(fā)展，醫(yī)師和患者接觸輻射的機(jī)會大大增加。核科學(xué)工作者、雷達(dá)兵、飛行員等輻射從業(yè)人員的安全與健康也令人關(guān)注。我們實(shí)際上生活于輻射環(huán)境里，太陽紫外線輻射、室內(nèi)氡氣等環(huán)境輻射，手機(jī)、電視、電腦的電磁福射等等，無處不在。
[0005]綜上所述，隨著核能利用、載人航天以及核醫(yī)學(xué)的飛速發(fā)展，核科學(xué)工作者、宇航員、醫(yī)師和患者接觸輻射的機(jī)會大大增加，如何有效保護(hù)和降低輻射損傷是醫(yī)學(xué)防護(hù)的重要課題。
[0006]目前的防輻射藥物都是基于排除進(jìn)入人體的放射性元素、清除自由基和促DNA損傷修復(fù)等。目前，臨床應(yīng)用于抗輻射損傷的藥物主要有WR-2721 (氨磷汀)，超氧化物岐化酶等，但毒性大，副作用多使其應(yīng)用受限。尋找新的毒性低，藥效高的抗輻射藥物是急待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了尋找新的具有新機(jī)制、新靶點(diǎn)、低毒性的全新防治藥物，發(fā)明人利用基因組學(xué)的方法，采用基因芯片、RT-qPCR等技術(shù)手段發(fā)現(xiàn)易感基因，并對易感基因的抗核輻射功能進(jìn)行驗(yàn)證，進(jìn)而研制抗輻射藥物。
[0008]斑馬魚因其卵體及幼魚透明、適合藥物的高通量篩選、基因與人類高度保守等特點(diǎn)已成為生命科學(xué)研究中的最佳模式生物之一。發(fā)明人利用重離子給斑馬魚輻照，利用基因芯片和RT-qPCR方法發(fā)現(xiàn)了易感基因mmp9，例如，其中基質(zhì)金屬蛋白酶9 (MMP9)的轉(zhuǎn)錄或表達(dá)提尚近80倍。利用能夠抑制這一易感基因表達(dá)的調(diào)節(jié)劑(例如基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑)進(jìn)行防輻射實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)具有很好的防輻射功能。
[0009]本發(fā)明的一個方面提供了檢測環(huán)境中是否存在核輻射的方法，其包括將試驗(yàn)動物置于待檢測環(huán)境中一定時(shí)間，然后測定該試驗(yàn)動物中_p9的轉(zhuǎn)錄或表達(dá)水平，并與該試驗(yàn)動物在正常環(huán)境下的基質(zhì)金屬蛋白酶的轉(zhuǎn)錄或表達(dá)水平相比較。
[0010]本發(fā)明的一個方面提供了檢測動物是否遭受到核輻射的方法，該方法包括檢測該動物中_p9的轉(zhuǎn)錄或表達(dá)水平，并與正常環(huán)境下的該動物的基質(zhì)金屬蛋白酶的轉(zhuǎn)錄或表達(dá)水平相比較。
[0011]本發(fā)明的一個方面提供了防治核輻射的方法，其包括向受試者施用抑制_p9的轉(zhuǎn)錄或表達(dá)水平的調(diào)節(jié)劑。
[0012]本發(fā)明的一個方面提供了抑制mmp9的轉(zhuǎn)錄或表達(dá)水平的調(diào)節(jié)劑(優(yōu)選為基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑，更優(yōu)選為MMP9抑制劑)在制備用于防治核輻射的藥物中的用途。
[0013]本發(fā)明的一個方面提供了篩選防治核輻射的藥物的方法，其包括測定候選物質(zhì)是否能夠抑制mmp9的轉(zhuǎn)錄或表達(dá)水平。
[0014]本發(fā)明的一個方面提供了防治核福射的制劑，其包含能抑制mmp9的轉(zhuǎn)錄或表達(dá)水平的調(diào)節(jié)劑(優(yōu)選為基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑，更優(yōu)選為MMP9抑制劑)以及藥學(xué)上可接受的載體。
【附圖說明】
[0015]圖1:碳離子輻射對斑馬魚胚胎的致死效應(yīng)
[0016]注:受精后24小時(shí)(24hpf)的胚胎進(jìn)行不同劑量的碳(重)離子輻照，隨劑量增加和時(shí)間的延長，其死亡率逐漸增高。
[0017]圖2:重離子輻照對斑馬魚的致畸效應(yīng)
[0018]注:碳離子照射后，在24h、48h和96h等時(shí)間點(diǎn)，觀察重離子輻射對斑馬魚胚胎形態(tài)學(xué)上的影響。輻照劑量的加大，培養(yǎng)時(shí)間延長，畸形越明顯。出現(xiàn)嚴(yán)重的脊柱彎曲、心囊和卵黃囊水腫等現(xiàn)象。
[0019]圖3:RT_qPCR篩選易感基因
[0020]注:基因芯片檢測差異的部分基因RT-qPCR驗(yàn)證結(jié)果。
[0021]圖4:基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑最佳起效時(shí)間的確定
[0022]注:注射伊洛馬司他2h時(shí)MMP9的表達(dá)量最低，說明2h時(shí)是最佳起效點(diǎn)。
[0023]圖5.1-圖5.3:基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑(伊洛馬司他)的抗輻射功能研究；
[0024]圖5.1不同照射劑量對斑馬魚胚胎畸形率的影響。
[0025]注:給予伊洛馬司他0.5mg/ml (lOng/魚，給藥組)和不給予伊洛馬司他的對照組相比較，輻照后的畸形表現(xiàn)明顯減輕，畸形率明顯降低。
[0026]圖5.2不同照射劑量對斑馬魚胚胎死亡率的影響
[0027]注:給予伊洛馬司他0.5mg/ml (3_8ng/魚，給藥組)和不給予伊洛馬司他的對照組相比較，給藥組的死亡率明顯低于對照組。
[0028]圖5.3不同照射劑量對斑馬魚胚胎畸形表現(xiàn)的影響
[0029]注:給予伊洛馬司他0.5mg/ml (3_8ng/魚，給藥組)和不給予伊洛馬司他的對照組相比較，給藥組的畸形表現(xiàn)明顯低于對照組。
[0030]圖6:基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑(伊洛馬司他)對斑馬魚MMP9基因表達(dá)影響
[0031]注:15Gy照射劑量的給藥組比非給藥組MMP9的表達(dá)量明顯降低，說明伊洛馬司他對MMP9基因的表達(dá)具有抑制作用。
【具體實(shí)施方式】
[0032]在本發(fā)明中，其中的“環(huán)境”包括人類或其他生物生存活動的任何物理空間，其包括但不限于外太空、大氣層、土壤或水中。具體而言，待檢測的環(huán)境可以為宇宙空間站、宇宙飛船、航空探測器、對流層、平流層、中間層、熱成層和逸散層、建筑物、淡水或海水養(yǎng)殖場、河流、淺海或近海區(qū)、深海區(qū)、礦井、鉆井、農(nóng)田、牧場、高山、丘陵、溪流等等。
[0033]在本發(fā)明中，所述的“試驗(yàn)動物”盡量選擇其功能、代謝、結(jié)構(gòu)及疾病性質(zhì)與人相似的動物。通常來說，如果所選擇的動物所處的進(jìn)化階段越高，那么由其獲得的試驗(yàn)結(jié)果對我們?nèi)祟愐苍接幸饬x。例如，猩猩、獼猴、狒狒等非人靈長類動物是最類似于人類，根據(jù)本發(fā)明尤其獲得的結(jié)果對人類的實(shí)踐特別有借鑒意義。進(jìn)一步的，本發(fā)明的“試驗(yàn)動物”包括但不限于:小鼠、大鼠、豚鼠、鶴鶴、豬、馬、牛、羊、雞、鴨、鸛、鶴、兔、魚(鯽魚、泥鰍等)、犬、貓、青蛙、蟾蜍、蠑螈、水龜、蛤蜊、蟹類、海膽類、蠅類、蚊類、蟑螂、鳥類、嚙齒類(如黑線倉鼠)、靈長類(猩猩、獼猴、狒狒)等。
[0034]在本發(fā)明中，將試驗(yàn)動物置于待檢測環(huán)境中的時(shí)間可為I分鐘至6個月或60個月中的任何時(shí)間段。例如，將試驗(yàn)動物置于待檢測環(huán)境中的時(shí)間可為1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59 或 60分鐘；11、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59 或 60 小時(shí)；1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、