目前美國約有60%的癌癥患者正在接受放射治療,，但現行的大部分放療都具有嚴重的副作用,。應用于頭頸部癌癥的放療可能損傷口腔或咽喉，導致進食或飲水時疼痛難忍,。治療胃腸道癌癥的癌癥可能誘導直腸出血及直腸炎,。諸多不良后果導致許多患者最終推遲治療或完全停止治療,。
目前預防癌癥患者放射損傷的方法較為有限，如對于前列腺癌患者,，可以在放射治療期間使用水凝膠在前列腺和直腸之間形成物理屏障進行保護,。為了解決這一臨床困擾，2025年2月26日,，麻省理工和愛荷華大學研究團隊聯合在頂刊Nature的子刊NatureBiomedicalEngineering上發(fā)表論文“Radioprotectionofhealthytissueviananoparticle-deliveredmRNAencodingforadamage-suppressorproteinfoundintardigrades”,，報道了一種來自于微小緩步生物的輻射損傷保護蛋白Dsup。將編碼該蛋白的mRNA遞送至小鼠體內可降低50%的DNA輻射損害,，證明該技術具有改造為臨床應用的巨大價值,。
解碼水熊抗輻射機制
緩步動物通常也被稱為“水熊”，長度通常不到一毫米,。水熊遍布世界各地,，通常生活在水生環(huán)境中，以對極端條件的適應力而聞名,，甚至能夠在極度脫水和宇宙輻射下生存,。
（略）的關鍵成分是一種名為Dsup的獨特損傷抑制蛋白。通過與DNA結合,，Dsup可保護DNA免受輻射引起的損傷,。這種特殊蛋白質使得緩步動物能夠承受比人類可承受劑量高出（略）倍的輻射劑量。
圖1：實驗設計
DsupmRNA遞送可保護DNA遠離輻射損傷
盡管之前的研究已經成功地證實了Dsup蛋白的體外藥理活性,，但目前尚無明確的臨床轉化途徑,。本研究中，研究團隊將高通量篩選后具有30%轉染成功率的聚合物與離子化脂質納米顆粒結合,，隨后使用該聚合物-LNPs系統將編碼Dsup的mRNA分別遞送至小鼠口腔和直腸組織,。
為了驗證Dsup蛋白的保護效果，研究團隊將小鼠暴露于高劑量輻射下,，觀測到實驗小鼠因輻射引起的雙鏈DNA斷裂數量減少了50%,，表明mRNA成功轉錄為Dsup并發(fā)揮了其生理功能。
圖2：DsupmRNA有效減少輻射引起的DNA損傷并促進細胞活力
mRNA遞送具有高度特異性
使用口腔癌小鼠模型,，在腫瘤對側的頰部注射DsupmRNA,。結果顯示，DsupmRNA的局部注射并未影響腫瘤的生長,，且腫瘤對放療的敏感性也未受到任何影響,。這表明DsupmRNA的保護作用具有高度的組織特異性，能夠精準地保護正常組織,，而不影響腫瘤的治療效果,，因此不會保護腫瘤本身免受輻射的影響。
圖3：DsupmRNA局部遞送具有高度特異性
未來展望
原始的緩步動物蛋白可能會引發(fā)免疫反應，為了使這種治療方法更適合人類使用,，研究人員正在開發(fā)一種不會引發(fā)免疫反應的Dsup蛋白,。
更為有趣的是，除了防止化療藥物造成的DNA損傷外,，未來該mRNA療法或許也將登上太空,，幫助宇航員免于受到宇宙輻射的傷害,。
參考資料
（略）,“Radioprotectionofhealthytissueviananoparticle-deliveredmRNAencodingforadamage-suppressorproteinfoundintardigrades,”（略）,pp.1–14,Feb.2025,doi:10.1038/s（略）360-5.
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