电离辐射是能引起物质电离的辐射总称,可以通过直接或间接作用电离出物质中的原子和分子[1-2]。随着核能的发展和核技术在能源和医疗等领域的广泛应用,电离辐射几乎无处不在,如果使用或控制不当,可对人类健康带来潜在的危害与风险。电离辐射对生物体的损害表现为生物体内重要器官损伤以及相关调控系统紊乱[3-4],这也会导致机体造血功能、生殖系统及免疫系统等不同程度的损伤[5-6],甚至发生癌变[7],其损伤程度取决于辐射种类、剂量、时间及机体的敏感性[8]。

电离辐射主要来源于宇宙射线、环境中天然放射性核素和核能应用中的人工电离辐射源等,其中人工电离辐射源在工业、医学诊疗以及军事作业中应用非常广泛,是辐射防护研究的重点[9]。在临床上放射治疗是利用电离辐射抑制或杀灭癌细胞的一种有效手段[10-12],已广泛应用于多种癌症的治疗[13-16],但对正常细胞的辐射损伤仍是限制其有效利用的关键因素。另一方面,辐射暴露人员长期在核辐射条件下工作和生活,易遭受低剂量慢性辐射。因此,如何有效防护这种慢性辐射,保障人员身体健康,具有重要的军事价值和社会意义。

为了减少辐射对正常细胞及组织的不利影响,人们采取多种防护措施以保障作业人员的健康,如缩短辐射暴露时间、增大接触距离、加强辐射屏蔽、积极使用个人防护装备等[17]。美军曾为作战人员配发核辐射防护装备,并开展了相应的防护训练,而开发辐射防护剂是减轻人体电离辐射损伤的有效便捷手段之一。

辐射防护剂是应用于辐照前后来保护机体免受辐射损伤的一类功能性制剂[18],其研究开发已成为当今医疗卫生、军事、能源等领域关注的焦点之一。目前,已经开发的辐射防护制剂以药物为主,如含硫化合物、细胞因子和激素等[8],但其成本较高,且有一定毒副作用,常用于高剂量急性放射病治疗。与之相比,富含天然辐射防护功能因子的功能食品通过饮食调理提高机体辐射耐受性,对于长期低剂量慢性辐射在效用和成本上具有特殊的优势。功能食品是供特定人群使用,不以治疗疾病为目的,并且具有调节机体生理机能,有助于改善健康状况或减少疾病发生的一类特殊食品。从天然产物或微生物代谢物中筛选制备具有电离辐射防护作用的功能食品基料,开发辐射防护功能食品,通过饮食调理提高机体辐射耐受性或降低辐射对机体的损害,是辐射防护的一条重要途径。目前已经报道的天然辐射防护剂,如黄酮类、多糖类、多酚类以及皂苷类等功能因子[19],能够通过清除自由基,促进DNA修复并调节凋亡信号通路,以减少辐射对人体造成的造血系统、消化系统以及神经系统的损伤[20-23],其作用时效长,成本低且无明显毒副作用[24-25]。表没食子儿茶素没食子酸酯（epigallocatechin gallate,EGCG）是绿茶中含量最高、活性最强的多酚类化合物,具有抗氧化、清除自由基和辐射防护等多种活性,以EGCG为主要组分的绿茶源食品一直是辐射防护食品开发的热点[26-27]。

1 miRNAs、表观遗传和食品

1.1 miRNAs与表观遗传

MicroRNAs（miRNAs）是真核生物中广泛存在的一类调控基因表达的内源性非编码RNA,其大小约为20～25 个核苷酸[28-29]。miRNAs主要通过碱基配对的方式与靶基因mRNA特异结合[30-31],从而调控转录后基因表达[32]。在人类等哺乳动物中至少有1/3的基因受miRNAs调控,单个miRNA可调控数十个基因[33]。miRNAs在基因转录和转录后加工、细胞分化和个体发育、遗传和表观遗传等几乎所有的重要生命活动中发挥重要作用,对miRNAs的鉴定及功能探索已成为当前生命科学研究的热点和前沿。

表观遗传学是在不改变DNA序列的情况下,生物表现型发生改变,并保持相对稳定和遗传[34]。表观遗传学研究表明,环境在生物表型改变中发挥重要作用,而电离辐射是一种重要的环境因子,也是表观遗传学研究的重要模型。近年来研究证实,表观遗传和miRNAs间存在着一定的联系,不仅miRNAs的表达受表观遗传学调控,而且miRNAs也可通过调节DNA甲基化或组蛋白修饰等途径影响表观遗传[35]。

1.2 miRNAs与食品

食品摄入是生物体与外界进行物质、能量和信息交换的一种方式,特定的饮食和功能食品因子会影响miRNAs的表达。体外癌细胞实验证实,功能食品因子可以调控miRNAs表达,从而发挥抑癌作用。目前,研究较多的功能食品因子主要为多酚类物质,如EGCG、姜黄素和异黄酮等[36]。Tsang等[37]采用miRNAs芯片技术,对EGCG处理前后的人肝癌细胞中miRNAs差异表达进行分析,其中13 条miRNAs表达上调,48 条miRNAs表达下调,并证实EGCG可通过上调miR-16诱导人肝癌细胞细胞凋亡。Sun等[38]对姜黄素处理人胰腺癌细胞的效果进行了研究,结果显示姜黄素可通过上调miR-22和下调miR-199a抑制胰腺癌细胞增殖,其也可通过下调miR-186表达促进人肺腺癌细胞凋亡[39]。Li Yiwei等[40]采用异黄酮处理胰腺癌细胞,可使miR-146a表达明显上调,从而抑制胰腺癌细胞转移。

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