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在放疗引发诸多问题，且间充质干细胞（MSC）疗法潜力待挖的情况下，研究人员开展了电离辐射对人脐带间充质干细胞（hucMSCs）影响的研究。结果发现辐射抑制 hucMSCs 增殖分化，BYSL 可经 GSK-3β/β-catenin 通路改善这一情况，为 MSC 疗法提供新思路。
放疗是治疗癌症的重要手段，像强度调制放疗、立体定向放疗等，但它也有不少麻烦。一方面，癌细胞会产生放疗抵抗，使得增加放疗剂量也难以提升疗效；另一方面，大剂量放疗还会伤害周围正常组织和器官，引发免疫抑制、造血损伤等并发症。比如，全身约 0.5 - 2Gy 的辐射就能减少造血器官的细胞数量，进而导致免疫功能下降和器官功能紊乱。
间充质干细胞（MSC）疗法在治疗组织损伤方面展现出潜力，尤其是对电离辐射诱导的损伤。MSC 是一种多能干细胞，能自我更新并分化成多种细胞类型，还具有免疫调节功能。人脐带间充质干细胞（hucMSCs）与骨髓间充质干细胞（BMSCs）表型和功能相似，而且 hucMSCs 扩增时间短、增殖快、安全性高、获取方便。此前研究发现，hucMSCs 能促进造血重建、加速巨核细胞增殖，还能改善辐射诱导的皮肤溃疡愈合。不过，电离辐射对 hucMSCs 的影响及机制尚不明确。
为了揭开这些谜团，空军军医大学的研究人员开展了深入研究。他们运用脂质组学和蛋白质组学技术，探究电离辐射对 hucMSCs 增殖和分化的影响及潜在机制。
研究人员用到的主要技术方法有：脂质组学分析，从细胞样本中提取总脂质，用质谱仪进行检测和分析；蛋白质组学分析，通过数据独立采集（DIA）技术处理细胞样本，进行液相色谱 - 串联质谱检测；细胞实验，包括细胞培养、诱导分化、转染、细胞增殖和凋亡检测等；分子生物学实验，如 qRT - PCR 和 Western blot，用于检测基因和蛋白表达水平。
下面来看具体的研究结果：
- hucMSCs 的特性与分化能力：显微镜下，hucMSCs 呈现成纤维细胞样、纺锤形形态，且贴壁生长。流式细胞术检测显示，大部分细胞 CD44 和 CD90 呈高阳性，CD34 和 CD45 呈阴性，这确认了细胞为 hucMSCs。此外，油红 O 染色和茜素红染色分别证实了 hucMSCs 具有成脂和成骨分化能力。
- 辐射对 hucMSCs 的影响：辐射处理后，hucMSCs 形态改变，细胞活力下降，增殖受到抑制。同时，细胞凋亡增加，成脂和成骨分化能力降低。比如，CCK - 8 检测发现，辐射处理 7 天和 14 天后，1Gy 组细胞活力显著低于对照组；油红 O 染色和茜素红染色结果显示，1Gy 组脂质滴和钙结节数量明显少于对照组。
- 差异脂质与富集分析：脂质组学分析鉴定出 462 种差异脂质，包括 299 种上调和 163 种下调的脂质。这些差异脂质在甘油磷脂代谢、鞘脂代谢和亚油酸代谢等途径显著富集。关键脂质如甘油三酯（TG）和磷脂酰胆碱（PC）的表达水平在 1Gy 组和对照组间差异显著。
- 差异表达蛋白（DEPs）与富集分析：蛋白质组学分析鉴定出 718 种 DEPs，276 种上调，442 种下调。功能富集分析表明，这些 DEPs 在核糖核蛋白复合物生物合成、DNA 代谢过程调控、核糖体生物合成等 GO 术语以及 DNA 复制、TGF - β 信号通路、核糖体等 KEGG 通路显著富集。疾病本体（DO）富集显示，DEPs 主要与结缔组织癌和骨肉瘤相关。
- DEPs 与差异脂质的相关性分析：通过蛋白质 - 蛋白质相互作用（PPI）网络分析，筛选出 40 个枢纽蛋白，进一步关联分析得到 32 个 DEPs 和 20 个差异脂质的关联网络。最终确定了 3 个关键枢纽蛋白 BYSL、MRTO4 和 RRP9，它们在 1Gy 组中表达下调。相关性分析显示，BYSL、MRTO4 和 RRP9 与多种脂质存在显著相关性。
- BYSL 对辐射处理 hucMSCs 的作用机制：构建 BYSL 过表达慢病毒载体并转染辐射处理的 hucMSCs。结果发现，BYSL 过表达能促进细胞增殖，抑制细胞凋亡，增强成脂和成骨分化能力。机制研究表明，BYSL 过表达可上调 p - GSK - 3β/GSK - 3β 和 β - catenin 蛋白表达水平，而 GSK - 3β 抑制剂（1 - Az）处理则会逆转这些变化，这说明 BYSL 通过 GSK - 3β/β - catenin 通路促进辐射处理 hucMSCs 的成脂和成骨分化能力。
研究结论表明，电离辐射抑制 hucMSCs 的增殖和分化，这可能与关键脂质（TG 和 PC）变化以及枢纽蛋白（BYSL、MRTO4 和 RRP9）下调有关。BYSL 可通过 GSK - 3β/β - catenin 通路促进辐射处理 hucMSCs 的成脂和成骨分化能力。该研究揭示了 hucMSCs 对辐射的响应机制，为基于 MSC 的疗法减轻放疗损伤提供了潜在靶点，具有重要的临床意义。不过，研究也存在一些局限，如 BYSL 在临床治疗辐射损伤中的效果还需进一步验证，MRTO4、RRP9、TG 和 PC 的功能及机制也有待深入研究，同时还需考虑实验模型与临床实际情况的差异。但总体而言，这项研究为后续深入探索电离辐射与 hucMSCs 的关系以及优化 MSC 疗法提供了重要的理论基础。
