超高剂量率照射和常规照射对小鼠肝脏辐射损伤的转录组学比较研究

作者：杨天宇; 徐蒙蒙; 胡文涛; 张永胜; 曹志飞^*

来源：中华放射医学与防护杂志, 2023, 43(03).

• 超高剂量率照射
• 肝脏
• RNA测序
• 基因表达

目的研究超高剂量率照射(FLASH-RT)和常规照射(CONV-RT)对小鼠肝脏基因表达谱的影响, 为揭示FLASH-RT的潜在作用机制提供理论依据。方法将11只C57BL/6J雄性小鼠, 按照随机数字法分为健康对照组(Ctrl组)、常规照射组(CONV-RT组)和超高剂量率照射组(FLASH-RT组)。CONV-RT组和FLASH-RT组采用相应的方式对小鼠进行腹部照射, 剂量均为12 Gy, 照后将小鼠脱颈处死, 分别收集肝脏组织, 提取总RNA。通过转录组测序技术和生物信息学分析方法, 探究小鼠受照后肝脏组织基因表达谱变化。利用实时定量PCR法对3个基因(Stat1、Irf9和Rela)表达水平进行验证分析。结果 FLASH-RT组与CONV-RT组之间共发现1 762个差异表达基因(DEGs), 其中上调基因660个, 下调基因1 102个;FLASH-RT组与Ctrl组之间共发现1 918个差异表达基因, 其中上调基因728个, 下调基因1 190个;CONV-RT组与Ctrl组之间共发现1 569个差异表达基因, 其中上调基因1 046个, 下调基因523个。基因本体论(GO)分析显示, FLASH-RT组与CONV-RT组中的DEGs主要涉及对病毒的防御反应、细胞组分中的其他生物和分子功能中的腺苷转移酶活性等功能, FLASH-RT组与Ctrl组中的DEGs主要涉及对其他生物的防御反应、内质网伴侣复合物和双链RNA结合等功能。京都基因与基因组百科数据库(KEGG)分析显示, FLASH-RT组与CONV-RT组之间小鼠肝脏组织差异基因涉及甲型流感病毒及单纯疱疹病毒感染等多种通路, FLASH-RT组与Ctrl组之间小鼠肝脏组织差异基因涉及甲型流感病毒及NOD样受体信号通路等多种KEGG通路。实时定量PCR结果表明, FLASH-RT处理后, Stat1、Irf9和Rela mRNAs的表达水平显著升高(t=6.62、2.11、1.67, P<0.05)。结论 FLASH-RT和CONV-RT可引起小鼠肝脏组织中基因表达谱的改变, 这些DEGs涉及多种放射生物学相关的功能通路, 而FLASH-RT可以降低辐射引起的肝损伤, 其机制可能与组织缺氧引起辐射抵抗有关。

• 单位
  苏州大学附属第二医院; 苏州大学