研究表明生物钟是减少放射治疗心脏损伤的关键
治疗乳腺癌通常包括放射治疗、提供良好的机会成功,但有一个严重的长期副作用:由于辐射到达心脏毒性,导致健康的心脏细胞DNA损伤。随着时间的推移,这最终会导致心脏病和心力衰竭。
进行的一项新的研究华盛顿州立大学药学院的研究人员和制药科学表明预防性解决方案可能在于生物钟,内置的计时机制,让我们以24小时为周期的休息和活动能力,调节各种各样的过程中我们的身体。
发表在《美国实验生物学学会联合会杂志,他们的研究使用一种啮齿动物模型来确定是否参与生物钟心毒性的放射治疗和可以作为策略的一部分,减少毒性。他们的研究结果显示,在接受的剂量辐射生物钟被打乱的心脏,老鼠的心脏功能明显不如控制老鼠。
此外,研究人员表明,蛋白质被称为Bmal1-which驱动器24小时节律许多genes-plays表达的一个重要的角色在保护心脏免受核辐射伤害。
“我们的发现表明Bmal1作为生物标志物对辐射诱导的DNA损伤的心脏,“说Shobhan Gaddameedhi,制药科学系助理教授和这项研究的资深作者。
尽管还需要更多的研究,研究人员希望他们的发现可能有一天被用来改善乳腺癌患者的治疗结果。Panshak Dakup-the研究的第一作者,博士学位医药科学学生说他们的发现有希望得到个性化医疗。“例如,在乳腺癌患者长期上夜班,生物钟的表达蛋白质如Bmal1可能受损,可能是放射治疗并不是最好的选择。”
Gaddameedhi补充说,它也可以被用来优化放疗的时机是当病人提供Bmal1水平提供了最大程度的防止心脏损伤。时间可能取决于一个人的chronotype-whether早期鸟类或晚上猫头鹰视为以及其他因素影响主生物钟的状态,如轮班工作或频繁穿越时区。
Dakup进行实验研究的博士前的奖学金由美国心脏协会。额外的主要支持这项研究来自美国国立卫生研究院。
在这项研究的主要实验中,Dakup看着两组老鼠的心脏功能与生物钟控制相比,老鼠。一组有一个基因突变,消除Per1 Per2-two基因控制着人体的生物钟。第二组是野生型老鼠放在一个模拟轮流换班,每周安排明暗周期被逆转,抛弃了他们的时钟。对照组由野生型小鼠健康的生物钟,在一个模拟的日班计划。所有小鼠接受辐射治疗胸部,包括所有的心。
与制药科学助理教授合作和心血管生物学专家Zhaokang Cheng Dakup使用超声波超声心动图技术比较三组心脏功能,之前和放射治疗后6周。clock-disrupted小鼠的心脏泵血的能力,进入循环受损是由于心脏心室失去弹性。这些老鼠也比控制老鼠心脏瘢痕组织。
额外的分析集中于确定一个潜在的与生物钟蛋白质Bmal1的关系。研究人员表明,Bmal1水平24小时在clock-disrupted显著降低老鼠与控制老鼠并在稍后的时间达到顶峰。他们还发现,更高水平的Bmal1与DNA损伤水平较低,反之亦然。
最后,研究人员发现,Bmal1与BRCA1, BRCA2和ATM基因,三个基因DNA损伤反应他们说很重要在对抗辐射诱导的DNA损伤和细胞死亡。
“当Bmal1与这些基因,它可能是试图提升或激活功能对放射治疗引起的附带损害,“Gaddameedhi说。
研究人员下一步是癌症模型中测试他们的假设。这将帮助他们确定的确切机制生物钟保护心脏免受辐射损伤。他们可以使用这些知识来开发新的治疗策略以减少心脏损伤的能力最大化的同时杀死肿瘤细胞。任何此类策略首先需要进行临床试验之前,他们可以被采纳。
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