不同强度辐射对西藏小型猪小肠隐窝干细胞的损伤机制研究

Abstract：radiation accidents are infrequent occurrences, but have the potential of large scale events. When come to gastrointestinal acute radiation syndrome, any treatment was ineffective.Since in the case of whole body exposure, all organs and organ systems are affected , the mechanism of multiorgan-involvement and multi-organ-failure is unclear.New trends:Systematic research on large animals—the target organ—functional molecules. We have convinced : a) Tibet minipig show dose-time response, b)sensitivity is similar to human,c) the complicated RNA expression fluctuation can’t explicit the course of disease. Therefore, In this study, we aim at exploring the temporal relations of the radiated porcine intestinal stem cells function and proteome expression.Methods:a)45 pigs randomly divide into control ,2,5,8, 11Gy groups, 6MV LINAC (X ray )TBI(rate 2.0Gy/min) ,b) inject BrdU to mark stem cell before kill time point ,c)at the time point of 3rd,9th,30th day ,animals are killed for detecting gross pathology, intestinal crypt micropathology ,FACS,in vitro organoid culture ,the antibody protein microarray, d)applying t test, F test to analyze the relationships among radiation doses/ time/ symptoms/ pathology/biochemistry/intestinal tissue and intestinal stem cell function. Expected achievement：a）different doses LD,2)Temporal relationships between the above eight variables. Significance:Reveal the physiological injury mechanism of different radiation intensity on intestinal stemcell and provide new radiation bio-signatures and intervention targets.

辐射造成的群体伤害时有发生，达到肠型病程度，任何救治无效。原因是对辐射伤病生理连锁反应认知不清。新趋势：大动物-靶器官-功能分子系统研究。我们已证实：西藏小型猪①对辐射反应呈剂量-时间依赖性；②敏感性与人相似；③但RNA分子变化难以对病情做出清晰解释。为此，本研究定位在辐射对猪-肠干细胞-功能蛋白质组表达与病情变化的时空关系。方法：①45只猪分为对照、2、5、8、11Gy组，6MV LINAC(χ线)TBI(率2.0Gy/min)；②处死前体内BrdU对干细胞标记；③第3、9、30天取材，行大体病理、肠隐窝微病理、流式检测、类器官培养、蛋白芯片检测；④用t、F等检验对辐射剂量-时间-症候-病理-生化-肠器官和肠干细胞功能-蛋白分子进行组间、组内比较。预期成果：获得①不同LD剂量；②上述8类变量的时空关系。价值和意义：揭示不同强度辐射对肠干细胞损伤的病生理机制，提出新的辐射标志物和干预靶点。

急性辐射综合症指在24小时内全身接受高强度、大剂量的电离辐射所引发的急性灾害性损伤。由于此病致病因素的特殊性，不能在人体水平上进行双盲、随机、对照前瞻性的研究，更多的认知来源于对动物模型上的观察。本研究采用与人相似程度高的猪为研究对象、微观层面深层次地从功能蛋白质组角度进行前瞻性研究。新的研究将会为揭示该病的本质、明确症候-病理-干细胞-功能分子的关系、为提出新的辐射标志物、治疗策略和干预靶点提供理论和实验依据。. 主要研究内容有以下三部分：① 制备不同剂量辐射的ARS 小型猪模型和建立规范化的半开放环境下饲养护理体系；② 不同剂量辐射对猪小肠干细胞损伤及修复功能研究；③ 不同剂量辐射对猪小肠干细胞相关的主要信号系统和关键性功能蛋白分子变化的研究。. 重要结果：建立高剂量率辐射-规范化半开放环境下的西藏小型猪ARS 模型饲养护理技术体系；获得不同强度辐射后小肠干细胞结构、功能状态和抗原表达谱；描绘出不同辐射剂量-不同时间点有代表性关键性蛋白分子的网络信号系统，为认知辐射对小肠干细胞损伤的病生理学动态变化提供重要的分子依据。. 建立ARS 小型猪模型技术平台是代表核辐射领域的一个完整和系统的高层次代表性和高利用价值的技术体系，此平台可用于多种辐射损伤和防护的研究；在蛋白质组水平上揭示辐射剂量-时间-空间关系对小肠干细胞损伤后病生理变化相关的信号系统和关键分子变化规律。这是目前研究多器官损伤性疾病定位在干细胞和功能蛋白分子上最有代表性的研究，可为认知辐射对肠干细胞损伤的发生-发展-终结（死或恢复）的病生理学变化规律，在蛋白质组层面上为确立新的标签、新的治疗策略和靶点提出重要实验依据。