【摘 要】
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一、研究背景和目的放射治疗是临床治疗癌症的主要手段之一,放射治疗会对正常的细胞造成损伤,称为放射损伤或放疗损伤,放射损伤导致临床治疗效果欠佳,患者预后不良等问题。例如,对左侧乳腺癌患者放射治疗时,心脏面临暴露于电离辐射的风险,引起放射性心脏病（RIHD）如心肌梗死等,对患者的生活质量产生严重影响[1-3]。近年来,对环状RNA的研究越来越广泛,基于其独特环状结构,在生物医学应用方面拥有广阔的前景[
【基金项目】
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国家自然科学基金，项目编号:81872557；
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一、研究背景和目的放射治疗是临床治疗癌症的主要手段之一,放射治疗会对正常的细胞造成损伤,称为放射损伤或放疗损伤,放射损伤导致临床治疗效果欠佳,患者预后不良等问题。例如,对左侧乳腺癌患者放射治疗时,心脏面临暴露于电离辐射的风险,引起放射性心脏病（RIHD）如心肌梗死等,对患者的生活质量产生严重影响[1-3]。近年来,对环状RNA的研究越来越广泛,基于其独特环状结构,在生物医学应用方面拥有广阔的前景[4]。相较于小鼠等其他模式生物,秀丽隐杆线虫方便培养、稳定性好、传代快、成本低、对放射敏感,是一种优秀的用于放射损伤研究的模式生物。由于环状RNA（circular RNA,circRNA）在不同物种间保守性较好,同时利用线虫的遗传学优势,本研究旨在通过构建放射损伤线虫模型,初步研究 circRNA cleavage and polyadenylation specificity factor subunit 1（circ-CPSF1）在放射损伤对线虫的生物学作用和分子机制,以明确circ-CPSF1在放射损伤对秀丽隐杆线虫的遗传和代际影响,为未来circRNA应用于放射损伤研究提供新的线索和理论依据。二、主要研究内容与方法1、对X线照射前后的线虫测序,结合放射相关数据库筛选出F19B10.4基因,利用CRISPR-Cas9敲除F19B10.4获得敲除株M263、M264、M265,通过生长情况验证F19B10.4敲除株作为放射损伤线虫模型成立。2、对敲除株线虫与野生型线虫进行circRNA测序,筛选circ-CPSF1,构建L4440质粒干扰circ-CPSF1的表达,进行寿命、产卵量、生殖细胞凋亡和胚胎发育时间等生物学研究,利用log-rank（Mantel-Cox）分析线虫的生存曲线,采用单因素方差分析法（ANOVA）分析circ-CPSF1对线虫产卵量、生殖细胞凋亡和胚胎发育时间的影响。3、利用ROS探针和RT-qPCR检测circ-CPSF1在放射损伤诱导的氧化应激的作用;通过JC-1检测,探究circ-CPSF1在放射损伤中对线粒体损伤的影响;检测DNA损伤修复和凋亡相关基因表达,分析circ-CPSF1参与放射损伤诱导的DNA损伤修复和凋亡的机制。用IBM SPSS Statistics 20和GraphPad Prism 8.0软件作图及数据分析。三、结果1、放射损伤后F19B10.4显著上调,经敲除对线虫正常生长无影响,但显著抑制放射后线虫的生长,说明F19B10.4敲除株作为放射损伤线虫模型成立。2、circ-CPSF1 RNAi处理组与对照组和正常组相比,放射损伤后寿命显著延长,产卵数目显著增多,凋亡的生殖细胞显著减少,胚胎发育时间显著缩短。3、放射损伤后circ-CPSF1 RNAi处理组的ROS荧光强度较对照组和正常组减弱,线粒体膜电位升高,DNA损伤相关基因hus1,clk-2,mrt-2表达降低,促凋亡基因cep-1,egl-1,ced-13,ced-4,ced-3表达降低,抑凋亡基因ced-9升高。四、结论:1、circ-CPSF1加重放射对线虫寿命、产卵数目、生殖细胞凋亡和胚胎发育的损伤。2、circ-CPSF1通过氧化应激、DNA损伤修复和凋亡通路加重线虫的放射损伤。
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