Page 10 - 南京医科大学学报社会科学版
P. 10

南                                              第4期 总第111期
                                                  南京医科大学学报（社会科学版）京医科大学学报（社会科学版）
             · 320  ·                       Journal of Nanjing Medical University（Social Sciences）of Nanjing Medical University（Social Sciences）  2022年8月
                                            Journal
             险，因此有专门的国际航空运输协会控制机组人                             的儿童年龄越小，DNA 双链断裂与辐射暴露之间的
             员的飞行时间。而对于宇航员来说，在空间站中                             关联就越强。这也表明 DNA 双链断裂可能是暴露
             的生活会接受到更高的辐射剂量，进而影响健康                             于辐射后最早出现的基因变异之一，这一研究结果
             水平。                                               对辐射诱导的癌症研究有着重要的启示作用                        ［34］ 。
                 目前有研究使用了 NASA GeneLab 数据库             ［29］ 中  与之类似，有研究通过基因组测序分析发现，强紫
             59 名宇航员的多组学数据，全面分析太空飞行对人                          外线照射可以导致 DNA 双链断裂              ［35］ 。这些研究说
             体健康影响的生物学机制            ［30］ 。结果发现，太空飞行            明电磁场暴露一定程度上可以导致 DNA 双链断裂，
             会引起线粒体功能障碍，进而导致人体不同组织中                            进而在基因组水平上影响人体健康，因此通过全基
             与线粒体功能相关的代谢物发生不同程度的变化，                            因组测序等分析手段可以深入研究电磁场对人类
             其中肝脏组织中的基因表达水平和蛋白质表达水                             基因组学的影响。
             平变化最为明显，这是因为肝脏对于维持体内成分                                （三）转录组学
             平衡起关键枢纽作用。这一研究通过对转录组学                                  转录组学是研究单个细胞或一群细胞所能转
             数据、蛋白质组学数据和代谢组学数据进行全面分                            录出的所有 RNA 的学科。转录组是基因组的主要
             析，揭示了太空辐射可能造成的健康风险，阐明了                            产物，因此分析转录组可以反映基因组的功能，同
             以线粒体功能失调为中心的一系列生物学机制。                             时还可以揭示不同类别 RNA 的表达变化及其转录
                 除此之外，还有研究发现太空飞行后宇航员的                          调控情况     ［36］ 。目前运用转录组学分析电磁辐射对
             端粒长度往往比太空飞行前短，而在太空飞行期间                            人体健康影响的研究中，多使用 RNA 测序技术进行
             端粒延长且伴随着持续性的 DNA 损伤、线粒体应                          分析。
             激、氧化应激、炎症反应和染色体畸变等现象                     ［31⁃32］ 。     有研究通过RNA测序技术分析发现，经X射线照
             端粒是真核生物染色体末端的 DNA 重复序列，负责                         射后人肺微血管内皮细胞（human lung microvascular
             保持染色体的完整性和控制细胞分裂周期。端粒                             endothelial cells，HLMVEC）中衰老相关基因的表达
             长度是一种遗传性状，会随着正常衰老而减少，一                            发生改变，同时其他显著差异表达基因富集在细胞周
             旦端粒消耗殆尽，细胞将会立即启动凋亡机制。因                            期、细胞凋亡、DNA损伤、炎症反应和内皮向间充质细
             此端粒常被认为与细胞衰老有关系                  ［33］ 。通过对宇       胞转化（endothelial⁃to⁃mesenchymal transition，EMT）
             航员飞行前后的端粒长度进行分析，解释了端粒长                            等生物通路中。这些结果表明，X 射线可能会导致
             度变化的分子机制，但太空飞行对人体长期健康的                            细胞衰老、低水平的细胞凋亡、炎症增加和促进
             影响还待进一步研究。                                        EMT，而对这些通路的进一步研究可以预防电磁
                 一方面，研究宇宙辐射引发细胞损伤的分子机                          辐射对正常组织的伤害             ［37］ 。有研究通过敲除 p53
             制，可以帮助推进使用高能粒子加速器治疗癌症的                            基因进行转录组学分析，研究电磁辐射后 p53 基因
             方案，使用与太空辐射类似的带电粒子束摧毁深层                            的转录调控情况。结果发现，敲除 p53 基因后暴露
             肿瘤的同时，最大限度地减少对周围组织的损伤。                            于电磁辐射中会导致转录组的显著失调，也就是
             另一方面，研究太空辐射引发细胞损伤的分子机                             说，多个 mRNA 的表达水平会随着 p53 基因辐射暴
             制，还可以帮助改进太空辐射防护措施，进一步降                            露后的状态变化而显著改变。这说明 p53 基因在辐
             低太空飞行引起的健康风险。                                     射暴露后的损伤反应中起重要作用                  ［38］ 。除了研究
                 （二）基因组学                                       基因表达改变情况和转录调控情况之外，转录组分
                 1986 年切尔诺贝利核电站发生的核反应堆破                        析还可以研究表达水平对放射治疗效果的影响。
             裂事故，导致周边地区的居民暴露于辐射中，使得                            例如，有研究通过转录组分析发现，特定基因的高
             当地居民甲状腺乳头状癌（papillary thyroid cancer，             表达可以影响患者对放射治疗的敏感性                    ［39］ ，这有助
             PTC）的发病率显著升高。有研究通过全基因组测                           于进一步改善患者的预后情况。现有电磁辐射对
             序技术分析了这些癌症患者的基因变异，发现无论                            转录组影响的研究绝大部分都是基于 bulk 转录组
             是辐射暴露组还是对照组，其多种调控细胞生长的                            测序，bulk 转录组测序中的样本混合会导致均质化
             基因都发生了变异，但两组的基因变异类型存在明                            从而掩盖单细胞异质性，单细胞转录组测序和空间
             显差异。小时候暴露在辐射下的人群的关键基因                             转录组测序技术能在单细胞水平更精细地揭示电
             更多地出现“融合变异”，这可能因为辐射带有能                            磁辐射对不同组织区域的影响，将是未来研究的发
             量，打断了 DNA 双链，当 DNA 双链重新修复时，将                      展方向。
             错误的片段连接进来，进而产生了变异。相反，对                                （四）蛋白质组学
             于那些没有暴露在辐射下的人群，他们更多出现的                                 蛋白质组学是利用高通量和低通量技术研究
             是点突变。而且研究人员也观察到，暴露于辐射中                            生物体内存在的蛋白质种类的科学。相较于基因
   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15