在美國(guó)，約有60%的癌癥患者接受放射治療作為治療的一部分。然而，這種方法可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的副作用，往往讓患者無(wú)法忍受。近日，麻省理工學(xué)院(MIT)、布萊根婦女醫(yī)院和愛(ài)荷華大學(xué)的科學(xué)家受到能夠承受大劑量輻射的微生物緩步動(dòng)物的啟發(fā)，開(kāi)發(fā)出了一種可以保護(hù)患者免受輻射傷害的新方法。

研究人員使用了一種從緩步動(dòng)物(也稱為“水熊”)中分離出來(lái)的蛋白質(zhì)。這些體型不到一毫米的生物因其對(duì)包括輻射在內(nèi)的極端條件的驚人適應(yīng)能力而聞名。科學(xué)家給老鼠注射了編碼這種蛋白質(zhì)的信使RNA(mRNA)，并發(fā)現(xiàn)它能有效地保護(hù)細(xì)胞DNA免受輻射造成的損害。如果該方法適用于人類，則將顯著改善接受放射治療的患者的生活質(zhì)量。

麻省理工學(xué)院機(jī)械工程副教授、布萊根婦女醫(yī)院胃腸病學(xué)家喬瓦尼·特拉弗索(Giovanni Traverso)表示：“放射療法對(duì)許多腫瘤非常有效，但我們也知道其副作用可能會(huì)受到限制。保護(hù)患者免受健康組織損害的需求尚未得到滿足。”

放射療法常用于治療頭頸癌和胃腸道癌，但可能會(huì)導(dǎo)致副作用，如損害口腔和喉嚨內(nèi)壁，導(dǎo)致進(jìn)食極其痛苦或直腸出血。許多患者因嚴(yán)重的后果而被迫中斷治療。伯恩指出：“這影響了大量患者，副作用包括簡(jiǎn)單的口腔潰瘍(因疼痛而無(wú)法進(jìn)食)到因劇烈疼痛、體重減輕或出血而需要住院治療。這是我們想要解決的一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題。”

緩步動(dòng)物因其在極端條件下(包括太空輻射)的生存能力而聞名。它們防御系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵元素是一種名為Dsup的獨(dú)特蛋白質(zhì)，它可以與DNA結(jié)合并保護(hù)其免受輻射造成的損害。這種蛋白質(zhì)使緩步動(dòng)物能夠承受比人類致命劑量高出數(shù)千倍的輻射劑量。研究人員建議，可以使用編碼Dsup蛋白的mRNA來(lái)在放射治療前暫時(shí)保護(hù)患者的組織。注射mRNA后，細(xì)胞開(kāi)始產(chǎn)生一種在照射過(guò)程中保護(hù)DNA的蛋白質(zhì)，幾個(gè)小時(shí)后這種蛋白質(zhì)和mRNA就會(huì)自然消失。

科學(xué)家已經(jīng)開(kāi)發(fā)出用于將mRNA傳送到組織中的特殊粒子，其在實(shí)驗(yàn)室條件下表現(xiàn)出很高的效率。在對(duì)老鼠進(jìn)行的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，在輻射前幾小時(shí)注射粒子可使DNA損傷減少50%。而且，保護(hù)作用并未延伸到注射部位之外，這對(duì)于保護(hù)腫瘤免受輻射至關(guān)重要。

Kirtane解釋道：“我們使用暫時(shí)表達(dá)蛋白質(zhì)的mRNA，這使得該方法比使用可以整合到細(xì)胞基因組中的DNA等方法安全得多。”

未來(lái)，研究人員計(jì)劃將Dsup蛋白應(yīng)用于人類，以避免對(duì)外來(lái)蛋白質(zhì)的免疫反應(yīng)。此外，這種方法可能有助于防止化療造成的損害，以及防止宇航員在太空中受到輻射照射。