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天然产物作为辐射防护剂和辐射增敏剂的潜力:机遇与挑战

2021-08-05 16:28     来源:食品科学杂志     放射诊疗
近日,郑州大学食品生物技术团队在国际期刊Food & Function发表了题为“Potential of natural products as radioprotectors and radiosensitizers: opportunities and challenges”的综述,该文系统阐述了天然产物作为辐射防护剂和辐射增敏剂的研究进展。郑州大学生命科学学院伊娟娟博士、朱家庆博士为论文共同第一作者,郑州大学食品生物技术团队鲁吉珂副教授和军事科学院系统工程研究院军需工程技术研究所郝利民教授为共同通讯作者。

1、背景

辐射防护剂能够减少正常细胞损伤,而辐射增敏剂可提高癌细胞辐射敏感性,两者的开发对于放射治疗的发展具有重要意义。目前临床上常见的辐射防护剂和辐射增敏剂存在价格昂贵、副作用大等缺点。研究表明:天然产物可用作辐射增敏剂和辐射防护剂,在癌症放疗中表现出良好的效果,同时减少电离辐射对正常细胞/组织的损伤。天然产物对辐照的正常细胞和肿瘤细胞/组织的不同影响引起了越来越多的研究人员的科研兴趣。然而,天然产物在放射治疗中的临床应用却很少,可能与它们在人体中的生物利用度较低有关。

2、内容

本文总结了近年来主要的天然辐射防护剂和辐射增敏剂,包括多酚、多糖、生物碱、皂苷等化合物,对其辐射防护/辐射增敏作用及相关机制进行总结讨论,并探讨了它们目前应用的不足之处和未来的改进方向,阐明了它们在未来临床及食品开发领域的应用前景。

3、结论

(1)天然产物,包括多酚、多糖、生物碱、皂苷等,具体清除自由基,改善人体免疫系统的功能,并能够减轻辐射造成的机体损伤。

(2)天然产物辐射防护剂低毒高效。尽管如此,大多数天然产物的应用还停留在体外或体内实验阶段,真正用于临床试验的天然产物很少,大多作为保健品,但价格较高。理想的辐射防护剂应能防止辐射对正常组织的直接急性或慢性影响,生物利用度好、无毒性,并且对肿瘤组织无保护作用。

(3)天然辐射增敏剂能够通过调节细胞周期蛋白cyclin D1和CDK4的水平,延长肿瘤细胞周期阻滞;也可通过调节MAPK、P13K/Akt等细胞凋亡途径,调控氧化还原系统等多种分子机制发挥辐射增敏作用。

(4)虽然天然辐射增敏剂在放疗中的应用前景广阔,但它们生物利用度低在很大程度上阻碍了其对癌细胞的辐射致敏作用和对正常细胞的辐射保护功能。因此,研究人员已尝试使用新的技术和方法来提高其生物利用度和辐射增敏性,如纳米技术、化学修饰等。。

(5)天然辐射增敏剂的临床试验较少,其临床应用需要进一步探究。


图1. 天然产物调节多种信号通路发挥抗肿瘤作用


图2. EGCG的辐射防护及辐射增敏作用机制


图3. CAPE的辐射增敏抗肝癌潜能及辐射诱导的肝癌细胞lncRNA差异表达


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