谷战军课题组

Biomaterials: 具有高效自由基清除活性的石墨炔纳米放射防护剂用于降低辐射造成的胃肠道损伤

2020-04-01 13:25浏览数:280 


具有高效自由基清除活性的石墨炔纳米放射防护剂用于降低辐射造成的胃肠道损伤


研究内容简介

放射治疗是临床上应用较为普遍的肿瘤治疗方法。胃肠道是体内对辐射非常敏感的部位,在对临近胃肠道组织的腹部肿瘤的放射治疗中,X射线对胃肠道的辐射损伤已成为亟待解决的重要临床问题。胃肠组织高的辐射敏感性和低的剂量耐受性,不仅使胃肠附近部位的肿瘤无法接受高剂量的辐照,还会引起一系列胃肠道疾病,如厌食症、腹痛、腹泻和便血,从而严重降低治疗效果和患者的生活质量。然而,在临床上,胃肠道放射防护药物仍然很少见。因此,胃肠道放射防护药物的开发十分必要且意义重大。

基于此背景,本文制备了牛血清白蛋白修饰的石墨炔纳米粒子(GDY-BSA NPs),并首次探究和评估了其对胃肠道的放射防护能力作者发现,石墨炔纳米粒子具有自由基清除能力强、胃酸条件下化学稳定性好、胃肠道停留时间相对较长、口服生物安全性好等独特优势,在作为胃肠道放射防护剂方面展现出了很大的潜力。体外实验表明,GDY-BSA NPs能有效地降低X射线造成的胃肠细胞DNA损伤,提高细胞存活率。活体实验表明,GDY-BSA NPs能显著降低X射线对小鼠造成的腹泻、体重减轻和胃肠道组织病理损伤。此外,本文还深入研究了GDY-BSA NPs的胃肠道放射防护机制,表明GDY-BSA NPs能有效地抑制活性氧(ROS)诱导的细胞凋亡信号通路,从而减少胃肠道细胞的凋亡。本工作首次将GDY-BSA NPs口服用于胃肠道的放射防护,这不仅促进了新型胃肠道放射防护剂的探索开发,还为胃肠道疾病的治疗提供了纳米技术解决方案。

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论文第一作者为成都大学的谢佳妮教授,共同第一作者为中科院高能所博士生汪诚艳和中科院青岛生物能源与过程研究所王宁副研究员。中科院国家纳米中心赵宇亮研究员、中科院高能物理研究所谷战军研究员和中科院青岛生物能源与过程研究所黄长水研究员为该文章的共同通讯作者。


基金资助

该研究得到了国家基础研究计划(2016YFA2021600, 2018YFA0703500), 国家自然科学基金(51822207, 51772292, 31571015, 11621505),中国科学院青年创新促进会(2013007)和中国科学院前沿科学重点研究计划(QYZDJ-SSW-SLH022)的支持。

论文信息

Paper information

Jiani Xie#, Chengyan Wang#, Ning Wang#, Shuang Zhu, Linqiang Mei, XiaoZhang, YuanYong, Lele Li, Chunying Chen, Changshui Huang*, Zhanjun Gu*, Yuliang Li, Yuliang Zhao*. Graphdiyne nanoradioprotector with efficient free radical scavenging ability for mitigating radiation-induced gastrointestinal tract damage. Biomaterials 2020, 244, 119940.


文章链接:https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2020.119940


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