氧化活性化纳米颗粒选择性调节细胞对X射线辐射的反应
Nikita N Chukavin1,2, Kristina O Filippova1, Artem M Ermakov1,2
1Institute of Theoretical and Experimental Biophysics, Russian Academy of Sciences, Pushchino 142290, Russia.
Biomedicines
|January 26, 2024
概括
化纳米颗粒可以选择性地保护正常细胞免受辐射损伤,同时增强癌细胞死亡. 这些纳米粒子为开发新的临床辐射保护剂提供了一个有希望的策略.
科学领域:
- 纳米医学是一种纳米医学.
- 辐射生物学 辐射生物学
- 细胞生物学 细胞生物学
背景情况:
- 电离辐射通过氧化应激和DNA断裂引起细胞损伤,导致癌细胞的亡或放射电阻.
- 开发调节癌细胞修复机制的药物对于有效的放射治疗至关重要.
- 选择性保护正常组织和增强瘤细胞杀伤是辐射瘤学的关键目标.
研究的目的:
- 研究化物纳米颗粒 (CeF3 NPs) 对正常人间介质干细胞 (hMSC) 的辐射保护作用及其对X射线照射后的MCF-7癌细胞的影响.
- 评估CeF3NP的抗氧化特性和细胞机制,以减轻辐射引起的损伤.
- 探索CeF3NP作为临床辐射保护剂的潜力.
主要方法:
- 暴露hMSC和MCF-7细胞在存在或缺少CeF3NP的情况下对X射线辐射.
- 在辐射水溶液中评估CeF3NP的抗氧化特性.
- 测量细胞活力,增殖,线粒体膜潜力和DNA双链断裂 (DSBs),使用像γ-H2AX焦点这样的测试.
- 对与氧化应激,氧化还原状态和DNA修复相关的基因表达的分析.
主要成果:
- CeF3 NPs表现出显著的抗氧化特性,减少过氧化和基激素的形成.
- CeF3 NPs保护hMSC免受辐射诱导的增殖停止,增强活力和线粒体膜潜力.
- 相反,CeF3 NPs在MCF-7癌细胞中诱导细胞死亡,其特征是辐射诱导的线粒体过极化.
- CeF3 NPs在hMSC中降低了DSB,但在MCF-7细胞中增加了γ-H2AX焦点,表明对DNA修复的差异性影响.
- CeF3 NPs调节了参与氧化应激,氧化还原平衡和DNA修复途径的基因表达.
结论:
- CeF3 NPs对正常人细胞具有选择性的辐射保护作用,对癌细胞具有辐射敏感作用.
- 这些纳米粒子通过维护线粒体功能和减少DNA断裂来减轻正常细胞中辐射诱导的损伤.
- CeF3 NPs通过涉及线粒体超极化和增加DNA损伤标志物的机制诱导癌细胞中的细胞死亡.
- 含有的纳米粒子代表了开发新型临床辐射保护剂和放射敏感剂的有希望的平台.
