基质金属蛋白酶抑制剂在抗核辐射中的用图
【技术领域】
[0001]本发明涉及核辐射易感基因及基质金属蛋白酶抑制剂作为防治核辐射药物的研制以及基质金属蛋白酶抑制剂在抵抗核辐射方面的应用。
【背景技术】
[0002]近年来核能和平利用设施得到广泛推广，核泄露事故频繁发生。核武器作为军事威胁一直存在，利用脏弹等进行的核恐怖事件也给人们的生活带来了更大的恐怖威胁。在严查严防、防患于未然的同时，也必须要做好准备，开发抗辐射药物用于预防和治疗，以便将损失减小到最低。
[0003]随着航天科技的迅猛发展，载人飞船相继升空，登月工程、火星探测等探索计划稳步推进，宇航员的外太空医学防护已成为现代航空医学亟待解决的课题。外太空对宇航员的伤害主要是复杂的电离辐射环境，由高通量带电粒子和高能量的重离子组成。重离子损伤主要是能够诱导细胞产生难以修复的DNA团簇损伤，具有更强的致死、致畸、致突变和致癌变作用。
[0004]辐射与人们的日常生活也密切相关。随着核医学的飞速发展，医师和患者接触辐射的机会大大增加。核科学工作者、雷达兵、飞行员等辐射从业人员的安全与健康也令人关注。我们实际上生活于辐射环境里，太阳紫外线辐射、室内氡气等环境辐射，手机、电视、电脑的电磁福射等等，无处不在。
[0005]综上所述，随着核能利用、载人航天以及核医学的飞速发展，核科学工作者、宇航员、医师和患者接触辐射的机会大大增加，如何有效保护和降低辐射损伤是医学防护的重要课题。
[0006]目前的防辐射药物都是基于排除进入人体的放射性元素、清除自由基和促DNA损伤修复等。目前，临床应用于抗辐射损伤的药物主要有WR-2721 (氨磷汀)，超氧化物岐化酶等，但毒性大，副作用多使其应用受限。寻找新的毒性低，药效高的抗辐射药物是急待解决的问题。
【发明内容】
[0007]为了寻找新的具有新机制、新靶点、低毒性的全新防治药物，发明人利用基因组学的方法，采用基因芯片、RT-qPCR等技术手段发现易感基因，并对易感基因的抗核辐射功能进行验证，进而研制抗辐射药物。
[0008]斑马鱼因其卵体及幼鱼透明、适合药物的高通量筛选、基因与人类高度保守等特点已成为生命科学研究中的最佳模式生物之一。发明人利用重离子给斑马鱼辐照，利用基因芯片和RT-qPCR方法发现了易感基因mmp9，例如，其中基质金属蛋白酶9 (MMP9)的转录或表达提尚近80倍。利用能够抑制这一易感基因表达的调节剂(例如基质金属蛋白酶抑制剂)进行防辐射实验，发现具有很好的防辐射功能。
[0009]本发明的一个方面提供了检测环境中是否存在核辐射的方法，其包括将试验动物置于待检测环境中一定时间，然后测定该试验动物中_p9的转录或表达水平，并与该试验动物在正常环境下的基质金属蛋白酶的转录或表达水平相比较。
[0010]本发明的一个方面提供了检测动物是否遭受到核辐射的方法，该方法包括检测该动物中_p9的转录或表达水平，并与正常环境下的该动物的基质金属蛋白酶的转录或表达水平相比较。
[0011]本发明的一个方面提供了防治核辐射的方法，其包括向受试者施用抑制_p9的转录或表达水平的调节剂。
[0012]本发明的一个方面提供了抑制mmp9的转录或表达水平的调节剂(优选为基质金属蛋白酶抑制剂，更优选为MMP9抑制剂)在制备用于防治核辐射的药物中的用途。
[0013]本发明的一个方面提供了筛选防治核辐射的药物的方法，其包括测定候选物质是否能够抑制mmp9的转录或表达水平。
[0014]本发明的一个方面提供了防治核福射的制剂，其包含能抑制mmp9的转录或表达水平的调节剂(优选为基质金属蛋白酶抑制剂，更优选为MMP9抑制剂)以及药学上可接受的载体。
【附图说明】
[0015]图1:碳离子辐射对斑马鱼胚胎的致死效应
[0016]注:受精后24小时(24hpf)的胚胎进行不同剂量的碳(重)离子辐照，随剂量增加和时间的延长，其死亡率逐渐增高。
[0017]图2:重离子辐照对斑马鱼的致畸效应
[0018]注:碳离子照射后，在24h、48h和96h等时间点，观察重离子辐射对斑马鱼胚胎形态学上的影响。辐照剂量的加大，培养时间延长，畸形越明显。出现严重的脊柱弯曲、心囊和卵黄囊水肿等现象。
[0019]图3:RT_qPCR筛选易感基因
[0020]注:基因芯片检测差异的部分基因RT-qPCR验证结果。
[0021]图4:基质金属蛋白酶抑制剂最佳起效时间的确定
[0022]注:注射伊洛马司他2h时MMP9的表达量最低，说明2h时是最佳起效点。
[0023]图5.1-图5.3:基质金属蛋白酶抑制剂(伊洛马司他)的抗辐射功能研究；
[0024]图5.1不同照射剂量对斑马鱼胚胎畸形率的影响。
[0025]注:给予伊洛马司他0.5mg/ml (lOng/鱼，给药组)和不给予伊洛马司他的对照组相比较，辐照后的畸形表现明显减轻，畸形率明显降低。
[0026]图5.2不同照射剂量对斑马鱼胚胎死亡率的影响
[0027]注:给予伊洛马司他0.5mg/ml (3_8ng/鱼，给药组)和不给予伊洛马司他的对照组相比较，给药组的死亡率明显低于对照组。
[0028]图5.3不同照射剂量对斑马鱼胚胎畸形表现的影响
[0029]注:给予伊洛马司他0.5mg/ml (3_8ng/鱼，给药组)和不给予伊洛马司他的对照组相比较，给药组的畸形表现明显低于对照组。
[0030]图6:基质金属蛋白酶抑制剂(伊洛马司他)对斑马鱼MMP9基因表达影响
[0031]注:15Gy照射剂量的给药组比非给药组MMP9的表达量明显降低，说明伊洛马司他对MMP9基因的表达具有抑制作用。
【具体实施方式】
[0032]在本发明中，其中的“环境”包括人类或其他生物生存活动的任何物理空间，其包括但不限于外太空、大气层、土壤或水中。具体而言，待检测的环境可以为宇宙空间站、宇宙飞船、航空探测器、对流层、平流层、中间层、热成层和逸散层、建筑物、淡水或海水养殖场、河流、浅海或近海区、深海区、矿井、钻井、农田、牧场、高山、丘陵、溪流等等。
[0033]在本发明中，所述的“试验动物”尽量选择其功能、代谢、结构及疾病性质与人相似的动物。通常来说，如果所选择的动物所处的进化阶段越高，那么由其获得的试验结果对我们人类也越有意义。例如，猩猩、猕猴、狒狒等非人灵长类动物是最类似于人类，根据本发明尤其获得的结果对人类的实践特别有借鉴意义。进一步的，本发明的“试验动物”包括但不限于:小鼠、大鼠、豚鼠、鹤鹤、猪、马、牛、羊、鸡、鸭、鹳、鹤、兔、鱼(鲫鱼、泥鳅等)、犬、猫、青蛙、蟾蜍、蝾螈、水龟、蛤蜊、蟹类、海胆类、蝇类、蚊类、蟑螂、鸟类、啮齿类(如黑线仓鼠)、灵长类(猩猩、猕猴、狒狒)等。
[0034]在本发明中，将试验动物置于待检测环境中的时间可为I分钟至6个月或60个月中的任何时间段。例如，将试验动物置于待检测环境中的时间可为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59 或 60分钟；11、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59 或 60 小时；1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、