福建农林大学刘斌等发现水果/蔬菜的酚类化合物对于放疗具有保护作用

来源：iNature

原标题：Cell Res ：福建农林大学刘斌等发现水果/蔬菜的酚类化合物对于放疗具有保护作用

放射疗法（RT）是癌症患者的主要治疗方法之一，但是由于放射线造成的有害副作用（包括口干，疲劳，恶心，皮肤刺激，低血球数和不育），这些副作用，也称为辐射诱发的“旁观者”效应（RIBE），是由受辐照的细胞或组织释放的因子引起的，这些因子可短时或远距离作用于影响附近或远距离未暴露的细胞和组织，从而诱发基因组不稳定。没有有效的方法来防止辐射和放疗引起的不良副作用。这是一个长期的医学问题，需要紧急解决。

在线虫中鉴定出第一个RIBE因子CPR-4，它是人半胱氨酸蛋白酶-组织蛋白酶B（CTSB）的同源物。在紫外线（UV）或电离伽玛射线（IR）照射下，CPR-4从受辐射的动物身上分泌，从而引起多种副作用，包括增加胚胎致死率，抑制生殖细胞死亡和增加生殖细胞增殖。

2019年10月29日，福建农林大学刘斌及科罗拉多大学博尔德分校Xue Ding共同通讯在Cell Research 在线发表题为"Cathepsin B inhibitors block multiple radiation-induced side effects in C. elegans"的研究论文，该研究发现芹菜素，黄芩素和单宁酸（它们在水果和蔬菜中发现的最丰富的酚类化合物）作为新型的CPR-4蛋白酶抑制剂，可以在模仿人体放射疗法的秀丽隐杆线虫辐射模型中，抑制几种不同的副作用。

总而言之，该研究提醒人们注意辐射对远距离未暴露细胞核DNA的潜在破坏作用，这可能导致基因突变和其他副作用，并提出了预防此类副作用的可能治疗选择。

放射疗法（RT）是癌症患者的主要治疗方法之一，但是由于放射线造成的有害副作用（包括口干，疲劳，恶心，皮肤刺激，低血球数和不育），这些副作用，也称为辐射诱发的“旁观者”效应（RIBE），是由受辐照的细胞或组织释放的因子引起的，这些因子可短时或远距离作用于影响附近或远距离未暴露的细胞和组织，从而诱发基因组不稳定。因此，RIBE是决定RT在癌症治疗中的功效和成功的关键因素，也是对职业暴露于辐射的人员（例如机组人员，实验室研究人员，医务人员和医疗人员）的主要安全考虑。没有有效的方法来防止辐射和放疗引起的不良副作用。这是一个长期的医学问题，需要紧急解决。

最近，研究人员在线虫中鉴定出第一个RIBE因子CPR-4，它是人半胱氨酸蛋白酶-组织蛋白酶B（CTSB）的同源物。在紫外线（UV）或电离伽玛射线（IR）照射下，CPR-4从受辐射的动物身上分泌，从而引起多种副作用，包括增加胚胎致死率，抑制生殖细胞死亡和增加生殖细胞增殖。因此，CPR-4是动物内和动物间RIBE的重要介体。局部辐射如何在远距离未暴露的细胞或组织中引发多种不同的且通常是有害的副作用尚不清楚，这是放射生物学的主要安全问题。

源自天然产物的新型组织蛋白酶B抑制剂可阻断秀丽隐杆线虫的不同辐射诱导的副作用

为了解决这些重要问题，该研究假设局部照射通过诱导染色体不稳定性在未暴露的细胞中引起副作用的可能性，特别是在主动经历有丝分裂的细胞（例如秀丽隐杆线虫生殖细胞）中。通过一系列实验，发现放射疗法的局部照射可在未暴露的旁观者细胞中引起DNA损伤，而RIBE因子CPR-4则可作为clastogenic（致胶化）因子。

鉴于CPR-4在RIBE中的关键作用以及放射疗法引起的不良副作用（缺乏良好的治疗选择），该研究寻求使用候选方法来鉴定抑制CPR-4和CTSB蛋白酶活性的天然产物的小分子化合物。芹菜素，黄芩素和鞣酸三种化合物以及一种已知的CTSB抑制剂CA -074在体外对重组CTSB和CPR-4蛋白酶表现出良好的抑制活性。尽管芹菜素，黄芩素和丹宁酸对CTSB和CPR-4蛋白酶的抑制作用不如CA-074，但它们在水果和蔬菜中发现的最丰富的酚类化合物，在动物试验中显示出一定的抗癌活性和低毒性。因此，芹菜素，黄芩素和单宁酸作为新型的CTSB和CPR-4蛋白酶抑制剂可以在模仿人体放射疗法的秀丽隐杆线虫辐射模型中抑制几种不同的副作用。

源自天然产物的新型组织蛋白酶B抑制剂可阻断秀丽隐杆线虫的不同辐射诱导的副作用

有趣的是，芹菜素和鞣酸作为辅助化疗剂被测试以减轻副作用或增强化学疗法的效力。黄芩素被用于减轻全脑辐射引起的海马神经发生损伤和神经认知功能障碍。然而，它们的机理在这些疗法中作为佐剂的作用尚不清楚。该研究提供了一种可行的机制，这些化合物可通过这些机制减少放射和化学疗法的副作用。重要的是，该研究提醒人们注意辐射对远距离未暴露细胞核DNA的潜在破坏作用，这可能导致基因突变和其他副作用，并提出了预防此类副作用的可能治疗选择。

参考信息：

https://www.nature.com/articles/s41422-019-0247-3