利用模式生物秀丽线虫研究电磁辐射的损伤效应和机制

随着电子技术和现代通讯的迅猛发展，电磁辐射已成为一种新的环境污染源，直接影响人类健康，但电磁辐射生物效应的机制尚未阐明，其中重要的原因之一在于缺乏敏感、有效的生物效应评价模型。以往的研究中广泛使用的在体模型的复杂性以及体外模型的单一性导致电磁辐射生物效应及防护的研究常难以归一化，特别是在长期处于环境电磁辐射的条件下，更难以评估其对生物体的损伤。因此，迫切需要寻找和发展一种更为敏感、有效的生物系统，以便灵敏、稳定、可靠地评估电磁辐射的生物危害和机制，满足辐射防护医学的迫切需求。在前期的研究中我们发现，模式生物秀丽线虫对电磁辐射颇为敏感，因此，本项目将以秀丽线虫为对象，拟采用多种电磁辐射条件辐照线虫，综合评估电磁辐射对线虫的生殖、生长发育、雌雄比例、寿命、细胞形态、行为以及病理形态的影响，系统建立电磁辐射与线虫相关表型的量效关系和时效关系及其损伤机制，为电磁辐射防护策略和防护药物的研究提供参考

随着电子技术和无线电通讯技术的进步，电磁辐射的健康危害日益受到重视。然而，电磁辐射生物效应和分子机制尚不明确。本研究利用模式生物秀丽线虫建立了稳定的电磁辐射模型, 采用二代测序技术深入研究电磁生物效应的机制。发现持续的1.75GHz电磁辐射可加速线虫的发育速度，高通量测序结果显示，胶原合成基因、Hedgehog同源信号通路基因、蜕皮基因等的表达上调对于线虫的发育加速起到了重要促进作用。而miR230、miR56、miR90、miR57等的表达与上述差异基因表达具有负调控关系。利用秀丽线虫模型对多糖类化合物进行筛选，筛选出3种具有明确电磁防护作用的化合物，分别为知母多糖、枸杞多糖、海藻多糖(SS0627)。此外，SS0627可延长小鼠在2.45GHz电磁辐射环境中的存活时间，可以延长N2和 daf-16线虫的寿命，对线虫的脂多糖(LPS)损伤具有保护作用，SS0627对线虫的保护作用与其对肠道免疫的增强作用有关。本研究所建立的电磁防护药物筛选体系具有周期短、通量高、成本低、有效、便捷的优势，为在高等动物水平进行电磁防护药物的筛选缩短了研究周期，节约了成本。由此可见，秀丽线虫是进行电磁生物学研究的理想动物模型，可用于研究电磁辐射的生物效应与医学防护。