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目的 放射性肺损伤是胸部恶性肿瘤进行放射治疗后常见并发症。四氢生物蝶呤(Tetrahydrobiopterin,BH4)是重要的细胞非酶氧化还原敏感抗氧化剂之一。由于BH4对多种酶的辅助因子功能,如芳香族氨基酸羟化酶和一氧化氮合酶(NOS),它在多种生化和代谢途径中起着至关重要的作用。鸟苷三磷酸环化水合酶(GCH1)是BH4合成的关键酶。本研究探讨四氢生物喋呤合成代谢途径在放射性肺损伤中的作用及机制。方法 体外实验:采用紫外可见光吸收光谱检测BH4在电离辐射受照前后是否发生变化;利用Western Blot技术检测电离辐射受照前后肺细胞内GCH1含量;通过CCK-8实验、克隆形成实验检测GCH1/BH4是否影响辐照肺细胞的增殖情况;采用乳酸脱氢酶细胞毒性实验检测细胞坏死;利用一氧化氮敏感性荧光探针检测过表达GCH1后辐照肺细胞内NO水平;利用活性氧实验检测GCH1/BH4是否影响辐照肺细胞内ROS水平;敲低GCH1后通过免疫荧光实验、荧光素酶实验及Western Blot等实验检测Smad2/3的分布及活性、纤维化相关生物标志物的表达。体内实验:构建C57小鼠放射性单侧肺损伤模型,照射后立即尾静脉注射Ad-GCH1、对照病毒以及BH4水溶液、对照PBS,一周后检测ROS水平、脂质过氧化水平、NO含量以及TGF-β/Smads和EMT通路相关蛋白含量;三个月后通过HE染色、Masson染色等方法检测C57小鼠肺损伤情况;建立SD大鼠放射性单侧肺损伤模型,尾静脉注射照射Ad-GCH1及BH4水溶液,监测大鼠体重:照射三个月后取肺组织检测大鼠肺损伤相关指标。结果 体外实验:紫外光可见光吸收光谱及Western Blot的结果显示:经过电离辐射后,BH4结构改变,其关键合成酶GCH1含量减少;CCK-8、克隆形成实验结果表明:GCH1/BH4可促进受照肺细胞增殖;乳酸脱氢酶细胞毒性实验结果表明:GCH1/BH4减少电离辐射后肺细胞乳酸脱氢酶释放;NO实验结果显示:辐照肺细胞过表达GCH1可恢复细胞内NO含量;活性氧实验结果显示:GCH1/BH4可以降低肺细胞内电离辐射诱导产生的ROS水平。免疫荧光实验、荧光素酶实验及Western Blot等实验结果显示:敲低GCH1后,能够促进Smad2入核,增加Smad2/3活性,纤维化相关生物标志物的表达有所增加。体内实验:构建C57小鼠放射性单侧肺损伤模型,一周后采集肺组织,结果表明:过表达GCH1及外源性给予BH4可使受照肺组织ROS水平及脂质过氧化水平降低,NO含量恢复,过表达GCH1及外源性给予BH4可抑制TGF-β/Smads及EMT通路;照射后三个月后采集肺组织,结果显示:过表达GCH1及注射BH4组的小鼠肺损伤一定程度上有所缓解;构建SD大鼠放射性单侧肺损伤模型,三个月后采集肺组织,结果表明:过表达GCH1及外源性给予BH4组的大鼠体重高于对照组,且肺损伤一定程度上有所缓解。结论 过表达GCH1或外源性给予BH4可通过减少自由基氧化损伤等途径有效防治放射性肺损伤,这为放射性肺损伤的防治提供了新的策略。