摘要：放射是治疗多种癌症的常用手段。尽管放射治疗技术不断进步，但由于电离辐射（IR）会对正常组织造成损伤，其有效应用仍存在局限。电离辐射会导致水分子分解，并通过一氧化氮合酶促进活性氧（ROS）和活性氮（RNS）的生成。
放射是治疗多种癌症的常用手段。尽管放射治疗技术不断进步，但由于电离辐射（IR）会对正常组织造成损伤，其有效应用仍存在局限。电离辐射会导致水分子分解，并通过一氧化氮合酶促进活性氧（ROS）和活性氮（RNS）的生成。
此外，辐射还会引发线粒体电子泄漏，导致过量的活性氧和超氧化物产生。这些分子的毒性效应包括DNA/RNA损伤、氨基酸氧化及脂质过氧化，进而造成细胞内核酸损伤、基因突变以及蛋白质和脂质损伤。研究表明，电离辐射可能引发氧化应激和细胞内大分子物质的氧化损伤，最终导致组织器官受损和功能丧失。
许多辐射防护剂的安全性仍是重大问题。现有合成辐射防护化合物大多具有潜在毒性，包括氨基硫醇、锌天冬氨酸、半胱胺及其衍生物。与合成化合物不同，大和米蕈（MGN-3/Biobran）是从米糠中提取的阿拉伯木聚糖——一种含有β-1,4-木糖基半纤维素的多糖。亚慢性毒性研究、抗原性研究及大鼠遗传毒性试验表明，大和米蕈（MGN-3/Biobran）是一种安全无毒的物质。
由于大和米蕈（MGN-3/Biobran）在小鼠体内具有显著抗氧化作用，它通过抑制自由基生成、调控脂质过氧化、增强抗氧化防御系统及预防氧化应激，有效保护小鼠造血系统。然而，大和米蕈（MGN-3/Biobran）对辐射诱导性肠道损伤是否具有显著治疗效果仍不明确。
本研究假设大和米蕈（MGN-3/Biobran）通过独特的抗氧化特性缓解辐射引发的肠道疾病。为验证该假说，科研人员系统研究了大和米蕈（MGN-3/Biobran）预处理对辐照小鼠肠道线粒体功能、ATP合成、氧化-抗氧化状态、炎症反应状态、肠上皮细胞凋亡、肠道通透性及屏障功能的影响。
材料和方法
1、动物
本实验选用40只8-10周龄雄性C57BL/6小鼠，购自南京大学实验动物中心。所有实验小鼠均饲养于无特定病原体环境，恒温恒湿条件下，采用12小时光照/黑暗循环，自由摄取饲料和饮用水，并在实验前至少1周进行适应性喂养。
2、大和米蕈（MGN-3/Biobran）
大和米蕈（MGN-3/Biobran）是一种经香菇提取物酶解处理的改性米糠提取物，含有多糖成分β1和4-木糖基半乳糖苷酶半纤维素。其主要化学结构为阿拉伯木聚糖，主链为木糖，侧链为阿拉伯糖聚合物。
该制剂采用0.9%生理盐水配制新鲜溶液，以40毫克/千克体重/天的剂量，每隔24小时腹腔注射0.1毫升溶液。给药自实验第0天开始，持续整个实验周期。
3、辐照
研究人员使用35毫克/千克的1%戊巴比妥钠对C57BL/6小鼠实施麻醉，随后将其固定在纸板上，接受局部高剂量腹部精准放射治疗（采用225千伏/17毫安的铯137直线加速器，以2戈瑞/分钟的剂量持续5分钟，另加单次10戈瑞的剂量）。
辐射范围集中于两腿连接处上方2厘米处，其余部位则用5厘米厚的铅板进行屏蔽。
4、实验设计和样本采集
研究人员将40只小鼠分为四组【对照组CON、IR组、IR+大和米蕈（MGN-3/Biobran）组和大和米蕈（MGN-3/Biobran）组】。
其中CON组作为未处理的生理盐水对照组【既不接受辐射也不补充大和米蕈（MGN-3/Biobran）】。MGN-3组每隔一天仅补充MGN-3。IR组则在实验开始两周后接受辐射处理。
IR+大和米蕈（MGN-3/Biobran）组先用大和米蕈（MGN-3/Biobran）预处理两周，随后接受辐射照射，之后仍每隔一天补充一次大和米蕈（MGN-3/Biobran）。
5、样本采集
所有实验组动物在辐射处理4周后实施安乐死。为降低样本变异度，研究人员从器官中部左右两侧分别取回空肠和结肠段，用磷酸盐缓冲液冲洗以清除肠道内容物。
通过钝性分离技术将肠上皮组织与肌层分离后，置于-80℃超低温保存备用。同时采集血液样本制备血清，同样保存于-80℃环境中以备后续分析。
6、空肠和结肠样本的预处理
取100毫克冷冻的空肠和结肠黏膜样本，用1毫升冰浴处理的RIPA裂解液（含完整无EDTA蛋白酶抑制剂混合液）进行研磨和匀浆。
将匀浆液置于4℃条件下以12,000g离心15分钟，收集上清液。使用BCA蛋白定量试剂盒测定蛋白浓度后，将蛋白稀释至相同浓度用于后续分析。
7、线粒体呼吸链复合物活性和ATP含量的测定
使用线粒体呼吸链复合物检测试剂盒，按照说明书要求检测细胞内线粒体呼吸链复合物I-V的活性。细胞内ATP含量采用萤火虫荧光素酶ATP检测试剂盒测定。
8、线粒体拷贝数测定
从每份结肠黏膜和肝脏标本中提取200毫克总DNA，并使用实时聚合酶链反应（PCR）测定mtDNA拷贝数。
DNA提取时，将结肠黏膜和肝脏标本置于含0.5 mol/L EDTA（pH 8.0）和2 mg/mL蛋白酶K的裂解液中，37°C孵育50分钟。
扩增mtDNA编码基因的特异性引物（表1）。mtDNA拷贝数通过2-△△Ct法相对于核编码参考基因GAPDH进行计算。
表1：线粒体编码基因的引物序列。
9、氧化状态的测定
ROS、RNS、丙二醛（MDA）和过氧化氢（H 2 O 2），采用酶联免疫吸附试验（ELISA）测定含量，（ELISA）试剂盒按制造商说明操作。
10、抗氧化状态的测定
超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）、过氧化氢酶（CAT）的活性及总抗氧化能力（TAOC），均采用ELISA试剂盒，按照说明书要求进行测定。
11、炎症状态的测定
白介素（IL）-1β、IL-6、IL-8和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）使用ELISA试剂盒按说明书操作，测定了各水平。
12、半胱天冬酶活性测定
使用ELISA试剂盒按说明书测定Caspase-3、8、9和10的活性。
13、肠通透性测定
采用猪ELISA试剂盒按照说明书测定内毒素、二胺过氧化物酶（DAO）、D-乳酸和zonulin含量。
14、RNA分离、cDNA合成和实时定量PCR
使用TRIzol试剂从每份100毫克空肠黏膜、结肠黏膜及肝脏样本中提取总RNA。采用NanoDrop ND-1000分光光度计检测RNA浓度和质量。随后取2毫克总RNA，按说明书要求用无RNase DNase处理并进行逆转录。
取2微升稀释的cDNA（1：20体积比）进行实时荧光定量PCR，实验在Mx3000P仪器上完成。选择不受实验因素影响的GAPDH基因作为内参基因。
本研究使用的所有引物，见表2。采用2-△△Ct法分析实时荧光定量PCR结果，基因mRNA表达量以对照组平均值的倍数变化表示。
表2：核基因编码序列的引物序列。
15、统计分析
数据以均值±标准误（SEM）表示。采用SPSS软件进行独立样本t检验，评估统计学显著性。数据若符合统计学，统计学显著性水平设定为P
结果
1、大和米蕈（MGN-3/Biobran）对线粒体呼吸链复合物活性的影响
为探究大和米蕈（MGN-3/Biobran）对辐射后肠道上皮线粒体功能的影响，科研人员检测了小鼠空肠和结肠黏膜中线粒体呼吸链复合体活性及细胞间ATP生成情况。
结果显示，辐射显著降低了空肠和结肠线粒体呼吸链复合体I、Ⅲ、Ⅳ和V的活性，而大和米蕈（MGN-3/Biobran）可恢复这些复合体的正常活性（P0.05；图1 B）。
此外，辐射显著降低了空肠和结肠组织中细胞间ATP含量。黏膜出现萎缩，但经大和米蕈（MGN-3/Biobran）处理后该现象得到逆转（P
图1：大和米蕈（MGN-3/Biobran）对辐照后线粒体呼吸链复合体活性及ATP含量的影响。线粒体呼吸链复合体的活性链复合体I-V（A-E）和细胞内ATP生成(F)。数值为平均值±标准误（n=10）。*P
2、大和米蕈（MGN-3/Biobran）对辐射后线粒体功能的影响
为验证大和米蕈（MGN-3/Biobran）对辐射损伤小鼠肠道上皮线粒体功能的影响，科研人员检测了空肠和结肠黏膜中线粒体编码基因及拷贝数的变化。
结果显示，辐射处理后，小鼠空肠和结肠黏膜中13个线粒体编码基因及线粒体拷贝数均显著降低（P
与单纯辐射组（IR组）相比，大和米蕈（MGN-3/Biobran）联合辐射处理组【大和米蕈（MGN-3/Biobran）+IR组】的空肠和结肠黏膜中线粒体编码基因丰度及线粒体拷贝数均呈现显著提升（P
图2：大和米蕈（MGN-3/Biobran）对辐射后线粒体功能的影响。空肠线粒体编码基因表达(A)与线粒体拷贝数(B)；结肠线粒体编码基因表达(C)与线粒体拷贝数(D)。数据以均值±标准误表示（n=10）。*P
3、大和米蕈（MGN-3/Biobran）对辐照后氧化状态的影响
为评估大和米蕈（MGN-3/Biobran）对辐射后肠道上皮氧化状态的影响，科研人员检测了小鼠血清及空肠、结肠黏膜中化学标志物活性氧（ROS）、丙二醛（RNS）、丙二醛（MDA）和2氢氧自由基（H₂O₂）2的水平。
结果显示，辐射显著升高了血清中ROS、RNS、MDA和H 2 O 2的含量（P
与CON组相比，IR+大和米蕈（MGN-3/Biobran）组的水平显著升高，而大和米蕈（MGN-3/Biobran）可使IR+大和米蕈（MGN-3/Biobran）组的水平恢复至CON组水平（P
图3：大和米蕈（MGN-3/Biobran）对辐照后氧化状态的影响。血清中ROS(A)、RNA(B)、MDA(C)和H 2 O 2(D)水平。空肠和结肠中ROS(E)、RNA(F)、MDA(G)和H 2 O 2(H)水平。数值为均值±标准误（n=10）。*P
4、大和米蕈（MGN-3/Biobran）对辐照后抗氧化状态的影响
为探究大和米蕈（MGN-3/Biobran）对辐射后肠道上皮抗氧化状态的影响，科研人员检测了小鼠血清及空肠、结肠黏膜中SOD、GPx、CAT和T-AOC等化学指标的活性。结果显示，辐射显著降低了血清中SOD、GPx、CAT和T-AOC的活性（P
与胰岛素抵抗组（IR组）相比（P
图4：大和米蕈（MGN-3/Biobran）对辐照后抗氧化状态的影响。血清SOD(A)、GPx(B)、CAT(C)和T-AOC(D)水平。空肠和结肠SOD(E)、GPx(F)、CAT(G)和T-AOC(H)水平。数值为平均值±标准误（n=10）。*P
5、大和米蕈（MGN-3/Biobran）对照射后促炎细胞因子的影响
为验证大和米蕈（MGN-3/Biobran）对辐射损伤小鼠肠道上皮炎症反应的调控作用，科研人员检测了小鼠血清及空肠、结肠黏膜中促炎细胞因子的水平。
结果显示，辐射处理显著升高血清中IL-1β、IL-6、IL-8和TNF-α的含量（P
与CON组相比，IR+大和米蕈（MGN-3/Biobran）组的含量显著升高，而大和米蕈（MGN-3/Biobran）可使IR+大和米蕈（MGN-3/Biobran）组的含量恢复至CON组水平（P
图5：大和米蕈（MGN-3/Biobran）对辐射后促炎细胞因子的影响。血清IL-1β(A)、IL-6(B)、IL-8(C)和TNF-α(D)水平。空肠和结肠IL-1β(E)、IL-6(F)、IL-8(G)和TNF-α(H)水平。数值为平均值±标准误（n=10）。*P
6、大和米蕈（MGN-3/Biobran）对辐照后细胞凋亡状态的影响
为探究大和米蕈（MGN-3/Biobran）对辐射后肠道上皮细胞凋亡状态的影响，科研人员检测了小鼠空肠和结肠黏膜中caspase-3、8、9和10的基因表达及活性。结果显示，IR组小鼠空肠和结肠黏膜中caspase-3、8、9和10的基因表达量均显著上调。
与CON组相比（P
图6：大和米蕈（MGN-3/Biobran）对辐照后细胞凋亡状态的影响。空肠和结肠caspase基因表达（A-D）和酶活性（E-H）值为平均值±标准误（n=10）。*P
7、大和米蕈（MGN-3/Biobran）对辐照后肠道通透性的影响
为评估大和米蕈（MGN-3/Biobran）对辐射后肠道通透性的影响，科研人员检测了小鼠血清及空肠、结肠黏膜中内毒素、DAO、D-乳酸和zonulin等化学标志物的水平。
结果显示，辐射显著升高了这些标志物的血清水平（P
类似地，IR组空肠和结肠黏膜中的内毒素、DAO、D-乳酸和zonulin含量均显著高于CON组，而大和米蕈（MGN-3/Biobran）与CON组相比可恢复这些指标水平（P
图7：大和米蕈（MGN-3/Biobran）对辐照后肠道通透性的影响。血清内毒素(A)、zonulin(B)、DAO(C)和D-乳酸盐(D)水平。空肠和结肠内毒素(E)、zonulin(F)、DAO(G)和D-乳酸盐(H)水平。数值为平均值±标准误（n=10）。*P
8、大和米蕈（MGN-3/Biobran）对辐照后肠道屏障功能的影响
为验证大和米蕈（MGN-3/Biobran）对辐射后肠道屏障功能的影响，科研人员检测了小鼠空肠和结肠黏膜中紧密连接蛋白（ZO-1、闭合蛋白和紧密连接蛋白-1）及黏蛋白（黏蛋白1、2和4）的表达水平。
结果显示，辐射显著降低了空肠和结肠黏膜中ZO-1、闭合蛋白及紧密连接蛋白-1的基因表达。结肠黏膜中，大和米蕈（MGN-3/Biobran）可显著恢复紧密连接蛋白的表达（P
此外，辐射会显著降低空肠和结肠黏膜中黏蛋白2的mRNA丰度，而大和米蕈（MGN-3/Biobran）能有效恢复其mRNA水平（P0.05；图8 D和F）。
图8：大和米蕈（MGN-3/Biobran）对电离辐射后肠道屏障功能的影响。空肠和结肠ZO-1(A)、闭合蛋白(B)、紧密连接蛋白-1(C)、粘蛋白1(D)、粘蛋白2(E)和粘蛋白4(F)的基因表达。数值为平均值±标准误（n=10）。*P
讨论
电离辐射（IR）会产生活性氧（ROS）。过量的ROS会攻击细胞大分子（如DNA、脂质和蛋白质），引发一系列有害生物反应，包括细胞凋亡、炎症和自身免疫反应，最终损害多个器官系统甚至导致死亡。
肠道上皮组织具有快速更新特性，IR诱导的ROS不仅会攻击肠道干细胞，还会损伤肠上皮组织，进而引发肠道及全身性疾病。因此，在癌症治疗中亟需开发能有效缓解辐射所致肠道损伤的方法和制剂。
大量研究表明，大和米蕈（MGN-3/Biobran）因其强大的抗氧化能力而成为潜在的辐射防护剂。本研究评估了大和米蕈（MGN-3/Biobran）对辐射诱导肠道损伤的保护作用。实验发现，IR暴露会导致线粒体功能障碍、ATP合成受损、氧化应激加剧、抗氧化能力下降、细胞凋亡增加以及肠道通透性升高。然而，大和米蕈（MGN-3/Biobran）支持能有效保护肠道各部位免受辐射损伤，并使肠道通透性恢复至正常生理水平。
本研究发现，电离辐射组小鼠的抗氧化能力显著下降，这主要归因于血清、空肠和结肠中SOD、GPx、CAT及总抗氧化能力（T-AOC）酶活性的大幅降低。大和米蕈（MGN-3/Biobran）产生这种效应的具体机制尚不明确，但可能与其抗氧化特性有关。
在抗氧化活性方面，科研人员的数据显示：大和米蕈（MGN-3/Biobran）能显著降低血清、空肠和结肠中的活性氧（ROS）、丙二醛（MDA）及2氧化氢（H₂O₂）2水平，同时经大和米蕈（MGN-3/Biobran）预处理后，超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）、过氧化氢酶（CAT）和硫氧还蛋白抗氧化酶（T-AOC）的活性也同步显著提升。这些结果表明，大和米蕈（MGN-3/Biobran）通过发挥抗氧化作用，有效调节了辐射小鼠体内氧化-抗氧化平衡。
细胞凋亡是一种程序性细胞死亡，包含细胞内成分的有序分解。其调控机制极为复杂，其中线粒体介导的凋亡通路堪称经典机制。该通路的核心特征表现为线粒体结构完整性丧失和跨膜电位下降，进而激活caspase-3蛋白，引发DNA片段化并最终导致细胞死亡。已有研究表明，肠损伤等由胰岛素抵抗（IR）引发的组织损伤会随着凋亡细胞数量增加而加剧。
本研究发现，IR显著上调了小鼠空肠和结肠组织中线粒体凋亡通路相关促凋亡caspases（caspase-3、8、9和10）的基因表达及酶活性，而大和米蕈（MGN-3/Biobran）则能有效抵消这些IR诱导效应。这些结果表明，大和米蕈（MGN-3/Biobran）通过抑制线粒体凋亡通路，显著减轻了IR对肠上皮细胞的凋亡作用。
此外，经大和米蕈（MGN-3/Biobran）处理的小鼠血清及空肠、结肠组织中这些物质的含量，较受辐射小鼠显著降低。值得注意的是，电离辐射会显著抑制紧密连接蛋白和黏蛋白的表达，而大和米蕈（MGN-3/Biobran）能有效逆转这些生物学过程。这些结果表明，大和米蕈（MGN-3/Biobran）能够挽救IR诱导的肠道屏障功能障碍。
结论
综上所述，科研人员的研究结果表明，大和米蕈（MGN-3/Biobran）是一种具有自由基清除能力的安全制剂。由于其出色的抗氧化能力，大和米蕈（MGN-3/Biobran）能有效保护小鼠免受辐射引起的肠道屏障功能障碍。这些结果表明，大和米蕈（MGN-3/Biobran）可以缓解辐射引起的肠道损伤。
免责声明：大和米蕈LENTIN Plus 1000LY作为一款免疫调节剂，属于保健食品，不能代替药物治疗疾病，大家应理性对待。
来源：传奇科学圈
