水熊虫（Tardigrades）是一种体长仅0.1-1.5毫米的微小生物，通常须要借助显微镜才气不美观 察到。它们以其不凡 的生存能力而闻名，能够在非常情况中存活，包罗缺水、高温（150℃）、低温（-172℃）、高压、强辐射甚至外太空真空情况。更令人惊叹的是，水熊虫能够遭受比人类高数千倍的电离辐射强度，远远逾越了年夜 多半 生物的极限。

那么，如果将水熊虫中与耐辐射相干的基因蛋白整合到对放疗敏感的癌症患者构造中，是否可以减轻或制止放疗带来的损伤呢？

迩来，由麻省理工学院（MIT）、布莱根妇女病院 和爱荷华年夜 学的研讨 团队合作完成的一项研讨 ，发表在《Nature Biomedical Engineering》上，题为“Radioprotection of healthy tissue via nanoparticle-delivered mRNA encoding for a damage-suppressor protein found in tardigrades”。该研讨 利用水熊虫特有的损伤抑制蛋白Dsup（Damage Suppressor Protein），通过mRNA递送技巧 将其导入细胞，乐成掩护了正常构造免受放射治疗引起的DNA损伤。更紧张的是，这种办法 在小鼠模子中不仅有用掩护了正常构造，还坚持 了放疗对肿瘤的疗效。

水熊虫之以是具有精良的抗辐射能力，重要归功于其奇特 的Dsup蛋白。这种蛋白能够与DNA联合，淘汰辐射引起的DNA断裂损伤。基于这一特征 ，研讨 职员选择将编码Dsup蛋白的mRNA递送到目的构造中，以期实现对正常构造的掩护浸染 。

为了提高mRNA的递送屈服 ，研讨 团队筛选了凌驾200种新型阳离子支化聚(β-氨基酯)（PBAE）聚合物，终极找到了几种高效的聚合物，用于构建脂质纳米颗粒（LNPs）。这些LNPs能够明显提高体外转染屈服 ，并在体内实现局部、短暂但高效的蛋白表达。

通过局部打针 携带荧光素酶（fluc）mRNA的聚合物-LNPs（LNP-1156-20用于颊部递送，LNP-844-20用于直肠递送），发明 ，与单独利用fluc mRNA相比，聚合物-LNPs在3小时、6小时和24小时的韶光 点均表现出明显更高的荧光旗帜灯号 。这表明 该递送系统能够实现高效且局部化的蛋白表达，同时制止了广泛 扩散的副浸染 。

为了验证Dsup蛋白的辐射掩护浸染 ，研讨 职员通过彗星实行（comet assay）和γ-H2AX核心染色评估了Dsup mRNA对人原代口腔上皮细胞（HOECs）和结肠上皮细胞（Caco-2）的掩护效果：

彗星实行 ：效果显示，在10 Gy辐射后，Dsup mRNA处理惩罚组的彗尾DNA百分比明显低沉，表明 DNA损伤明显淘汰。

γ-H2AX核心染色 ：进一步证明，Dsup表达明显淘汰了双链DNA断裂，每个细胞核中的γ-H2AX核心数量明显低于对比 组。

克隆形成实行 ：在多种辐射剂量下，Dsup表达的细胞形成的克隆数量明显高于对比 组，其辐射掩护效果与WR-1065（阿米福汀的活性代谢物）在2 mM浓度下的效果相当，甚至在较低浓度下表现更优。

在健康C57BL/6小鼠模子中，将Dsup mRNA聚合物-LNPs局部打针 到口腔或直肠构造，并在6小时后对小鼠举办 单次高剂量辐射。免疫组化剖析 显示，Dsup处理惩罚组的γ-H2AX核心数明显低于对比 组（未处理惩罚或打针 对比 mRNA NPs），且掩护效果重要会集在打针 部位（GFP表达区域），而非打针 区域则无明显差异。

在同基因型口腔癌小鼠模子（MOC-2）中，将Dsup mRNA聚合物-LNPs打针 到对侧颊部黏膜，并对肿瘤举办 放疗。效果显示，Dsup mRNA处理惩罚组与对比 组（对比 mRNA NPs或未处理惩罚）的肿瘤发展 无明显差异，表明 该办法 不会影响放疗对肿瘤的疗效。Dsup mRNA通过局部递送明显掩护正常构造免受高剂量放疗损伤，同时不影响肿瘤治疗效果，显现了作为放射防护剂的巨年夜 潜力。

小小的水熊虫全身都是宝，在非常情况中进化出的各类 耐受基因和蛋白急需挖掘 出来，造福人类。