基于关联网络的空间辐射防护分子靶标的辨识与预测

摘要：

空间辐射对航天员健康的危害制约人类的空间探索活动,对其中重离子成分的医学防护研究是对抗空间辐射人体健康威胁的关键之一.本研究以地面装置模拟空间辐射环境,用0.5和2 Gy剂量的碳离子(12C6+)辐照正常人淋巴母细胞AHH-1,照前0.5 h分别用两种已知的辐射防护药物处理细胞,照后4h用基因表达芯片测量细胞基因表达谱,构建辐射损伤相关基因表达量调节网络.运用基于模拟退火的迭代搜索算法辨识不同剂量12C6+辐照及防护药物作用下的辐射相关基因激活子网,依据节点的连接度预测出PPMlA,RIF1,CASP3,TFE3和RIN1等潜在的空间辐射损伤防护高关联度基因.进一步的富集分析表明,这些基因显著富集的分子功能类别主要与转录调节、激活子活性等有关;细胞定位类别主要是核体、染色体等;生物过程类别主要与信号转导、RNA代谢和细胞定位调节等有关.进一步在Hela细胞上通过Western blotting实验证明,0.5和2 Gy剂量12C6+辐照后,RIF1基因表达量显著上升,辐照后4h的相对表达率达到对照组的2倍以上.这种辨识方法通过计算分析理性预测和发掘潜在的辐射损伤防护高关联度人类基因,为重离子辐射损伤医学防护研究提供了新的策略和内容.辨识所得分子靶标为有针对性地进行空间辐射损伤防护药物的研发提供了候选靶标,为细胞响应电离辐射及防护药物作用的分子机制研究提供了线索与支持,对于空间辐射损伤防护技术的提升具有重要的意义.

关键词：基因表达谱、蛋白质相互作用网络、药物靶标、重离子、模拟退火算法

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资助基金：国家自然科学基金;中国科学技术协会“青年人才托举工程”项目;全军医学科技青年培育计划孵化项目;军事医学科学院军事医学创新基金

在线出版日期：2020-05-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：392-400