表沒食子兒茶素沒食子酸酯的輻射防護作用及其機制研究進展

薛 琦 王 曼 劉麗波

（吉林大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院 國家衛(wèi)生健康委員會放射生物學(xué)重點實驗室 長春130021）

腫瘤是嚴(yán)重威脅人類生命及健康的常見病、多發(fā)病。癌癥統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2018 年全球新增腫瘤病例1 810 萬，死亡病例960 萬。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的估計，在多個國家中惡性腫瘤是70 歲前死亡的首要原因［1］。放射治療是惡性腫瘤的主要治療手段之一，也是目前惡性腫瘤重要的局部治療方法。射線在殺死腫瘤細(xì)胞的同時，對機體的正常組織細(xì)胞也造成了不同程度的損傷。因此，尋找低毒、安全、有效的輻射防護劑來減輕放射治療引起的毒副反應(yīng)，成為了輻射防護藥物研究的熱點。 表沒食子兒茶素沒食子酸酯（Epigallocatechin-3-gallate，EGCG）是從天然茶葉中提取的單體，也是綠茶茶多酚的主要成分及活性成分，具有抗腫瘤、抗病毒、抗炎和抗氧化損傷等作用。本文將對EGCG 的輻射防護作用及其機制進行綜述。

1 EGCG的輻射防護作用

1.1 EGCG對造血系統(tǒng)的輻射防護作用

造血系統(tǒng)中的骨髓、胸腺、脾臟和淋巴組織均屬于高度輻射敏感器官，被輻照后造血系統(tǒng)的功能會明顯受到抑制。電離輻射可引起SD大鼠外周血紅細(xì)胞（RBC）、白細(xì)胞（WBC）和血小板（PLT）等血象指標(biāo)顯著降低［2］。Tiwari等［3］對C57小鼠進行了5 Gy 亞致死劑量照射，然后對小鼠進行腹腔注射EGCG，在照后不同時間（1 d、7 d、14 d、21 d 和28 d）觀察EGCG 對C57 小鼠WBC、RBC、血紅蛋白（Hb）及淋巴細(xì)胞百分比的影響。該研究結(jié)果表明：與單純照射組相比，EGCG組小鼠的WBC 數(shù)、RBC 數(shù)、PLT 數(shù)以及淋巴細(xì)胞百分比均明顯增加，其中WBC 數(shù)（p＜0.05）與淋巴細(xì)胞百分比（p＜0.01）的增加均具有統(tǒng)計學(xué)意義，并且淋巴細(xì)胞百分比恢復(fù)的時間較其他指標(biāo)更早。郭紹來等［4］采用60Co γ射線照射小鼠，構(gòu)造了小鼠亞急性輻射損傷模型。分別在給予不同劑量EGCG后的1 d、3 d、7 d、14 d、21 d 和28 d 檢測了小鼠外周血象指標(biāo)。檢測結(jié)果顯示：單純照射組小鼠的WBC數(shù)、RBC數(shù)和PLT數(shù)均明顯降低；而EGCG處理可明顯緩解小鼠由于輻射損傷所造成的全血象指標(biāo)下降。Monzen等［5］研究了EGCG對人胎盤/臍帶血中粒細(xì)胞生成和紅細(xì)胞生成的輻射防護作用，采用1 Gy/min劑量率的X射線（0.5～5.0 Gy）照射細(xì)胞，在照射之前或之后，將EGCG 添加到培養(yǎng)物中。研究人員觀察到：與單純照射組結(jié)果相比，照射之前或之后添加EGCG 對紅細(xì)胞集落形成以及粒系祖細(xì)胞具有增殖作用。上述動物實驗及體外細(xì)胞實驗均表明EGCG 對造血系統(tǒng)具有輻射防護作用。但現(xiàn)有文獻(xiàn)多以造血系統(tǒng)中的血細(xì)胞作為衡量輻射防護作用的指標(biāo)，其他如EGCG對骨髓造血干細(xì)胞以及造血微環(huán)境的影響尚不明確，EGCG 恢復(fù)血細(xì)胞的具體作用機制尚不清楚等，還有待進一步研究。

1.2 EGCG對免疫系統(tǒng)的輻射防護作用

電離輻射可抑制胸腺細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的生長，能夠阻礙淋巴細(xì)胞的成熟，減少淋巴細(xì)胞分泌細(xì)胞因子等，從而導(dǎo)致機體免疫系統(tǒng)損傷［6］。Richi等［7］研究了EGCG對小鼠脾細(xì)胞的輻射防護作用。與單純照射組的結(jié)果相比，EGCG預(yù)處理增加了脾細(xì)胞活力（MTT法檢測），減少了輻照導(dǎo)致的細(xì)胞死亡，同時EGCG 預(yù)處理降低了硫代巴比妥酸反應(yīng)物質(zhì)（TBARS）的水平，抑制了細(xì)胞的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)。以上結(jié)果表明：EGCG對正常小鼠脾細(xì)胞具有輻射防護作用。Yi 等［8］在6 Gy60Co γ 射線照射小鼠之前對小鼠進行EGCG 處理。與單純照射組結(jié)果相比，EGCG處理可明顯提高小鼠的肝臟指數(shù)、脾臟指數(shù)和胸腺指數(shù)，并且能夠增加小鼠的脾細(xì)胞轉(zhuǎn)化率和單核細(xì)胞吞噬指數(shù)。該研究表明：EGCG可通過提高免疫器官指數(shù)、誘導(dǎo)脾細(xì)胞轉(zhuǎn)化為T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞以及增強巨噬細(xì)胞吞噬功能來預(yù)防輻照引起的免疫系統(tǒng)損傷。上述研究表明：EGCG 對免疫系統(tǒng)具有輻射防護作用。但有關(guān)EGCG對T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞和免疫分子輻射防護作用的研究還未見報道。

1.3 EGCG對放射性肺損傷的輻射防護作用

在臨床上，肺癌、乳腺癌等胸部惡性疾病接受放射治療后，會導(dǎo)致放射性肺損傷的發(fā)生率較高。孫萬良［9］利用22 Gy的60Co γ射線單次照射大鼠全肺，并在照后2 h 內(nèi)分別給予大鼠地塞米松和EGCG進行干預(yù)治療，以此研究EGCG對大鼠放射性肺損傷的保護作用及其機制。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與地塞米松相比，EGCG處理明顯改善了大鼠受照部位脫毛和皮膚潰瘍的情況，降低了大鼠的肺系數(shù)，減輕了大鼠肺部充血、水腫的癥狀，顯著減少了大鼠肺組織羥脯氨酸的含量。EGCG能夠減輕放射性肺損傷的早期炎癥反應(yīng)和晚期肺纖維化。進一步研究發(fā)現(xiàn)：EGCG能夠降低肺損傷大鼠的血清炎癥細(xì)胞因子―血清白介素-6（IL-6）、白介素-10（IL-10）、干擾素-γ（IFN-γ）和腫瘤壞死因子-α（TNF-α）的水平；EGCG還能夠保護肺泡Ⅱ型細(xì)胞并抑制其異常轉(zhuǎn)化增生，阻滯肺組織及成纖維細(xì)胞的轉(zhuǎn)化和增殖，并以此減輕肺纖維化病變，且其在抗炎和抗纖維化方面的效果優(yōu)于地塞米松。另外，該作者還以大鼠血清轉(zhuǎn)化生長因子-β1（TGF-β1）含量、血清總超氧化物歧化酶（TSOD）活力和丙二醛（MDA）含量作為抗氧化指標(biāo)，評價了EGCG 對放射性肺損傷大鼠氧化應(yīng)激的改善情況。結(jié)果表明：與單純照射組的結(jié)果相比，EGCG處理降低了大鼠血清中TGF-β1和MDA的含量，同時增加了T-SOD 的活力，明顯改善了大鼠的氧化應(yīng)激。該研究還指出EGCG 可以增加NF-κb的表達(dá)，但沒有進行相關(guān)的實驗。You等［10］的研究結(jié)果再次證明了EGCG 能夠減輕放射性肺損傷的早期炎癥反應(yīng)和晚期肺纖維化。

1.4 其他

131I核素治療是治療甲狀腺功能亢進癥（甲亢）的重要方法之一。131I 衰變放出β 射線，使甲狀腺組織發(fā)生炎癥、萎縮、直至功能喪失等，從而達(dá)到治療甲亢的目的，但同時會引起甲狀腺功能減退（放射性甲減）。有研究表明［11］：與甲減大鼠模型組相比，131I 造成甲減的大鼠在接受EGCG 處理后，大鼠血清中游離三碘甲狀腺原氨酸、游離甲狀腺囊、谷胱甘肽過氧化物酶（Glutathione peroxidase，GSH-Px）和過氧化氫酶的含量明顯增加，而促甲狀腺激素（TSH）的含量減少。該研究結(jié)果顯示：EGCG 能夠減輕131I 輻照對大鼠甲狀腺組織的氧化損傷，可以保護大鼠的抗氧化體系。這表明EGCG 對于131I 核素治療導(dǎo)致的輻射損傷具有防護作用。

在放射線誘發(fā)皮炎的臨床單臂（無對照）實驗中［12］，患者接受乳房切除術(shù)后接受輔助放療，每天局部應(yīng)用EGCG?；颊邚某霈F(xiàn)I 級皮炎開始應(yīng)用EGCG，到放療后兩周結(jié)束。在EGCG治療期間研究人員觀察到患者皮炎的情況如下：1 級毒性，71.4%；2級毒性，28.6%；沒有3或4級毒性反應(yīng)。EGCG減輕了患者的疼痛、灼熱感、瘙癢、拉痛和壓痛。說明對于接受放射治療的乳腺癌患者，局部應(yīng)用EGCG 可有效抵抗放射線誘發(fā)的皮炎。由于該臨床實驗研究沒有設(shè)置對照，其實驗結(jié)果有待進一步研究印證。

睪丸作為輻射敏感的器官之一，其功能會因電離輻射作用而明顯受損。Ding 等［13］研究了EGCG對C57小鼠睪丸的輻射防護作用。該研究人員在照射前，連續(xù)3 d 給小鼠腹腔注射EGCG。與單純照射組的結(jié)果比較，EGCG處理改善了輻射導(dǎo)致的睪丸組織萎縮，減輕了生精細(xì)胞（Germ cell-s，GC）脫皮，降低了GC的凋亡率，并顯著提高了精子的數(shù)量。細(xì)胞凋亡ELISA 分析實驗進一步證實了EGCG 對電離輻射導(dǎo)致GC 的死亡具有防護作用。該研究結(jié)果表明：EGCG可顯著減輕電離輻射導(dǎo)致的睪丸損傷。

徐亞雄等［14］研究了EGCG 對豚鼠聽功能和耳毛細(xì)胞的輻射防護作用，該研究人員在豚鼠接受照射前3 d 開始對豚鼠進行腹腔注射EGCG，2 次/d。照射后檢測聽性腦干反應(yīng)閾值（ABR）、耳蝸鋪片及耳蝸毛細(xì)胞計數(shù)。與單純輻照組結(jié)果相比，預(yù)防性注射EGCG 降低了ABR，改善了耳蝸鋪片形態(tài)結(jié)構(gòu)，增加了耳蝸毛細(xì)胞計數(shù)。該實驗結(jié)果說明EGCG 能夠有效降低電離輻射對豚鼠聽功能和耳蝸毛細(xì)胞的損傷，EGCG對電離輻射所致的聽力損傷具有一定的防護作用。但并未進行EGCG對聽力功能輻射防護作用機制的研究。

El-Missiry等［15］研究EGCG對大鼠海馬細(xì)胞的輻射防護作用，在4 Gy γ 射線照射Wister大鼠之前對大鼠進行EGCG 灌胃。與單純照射組結(jié)果比較，EGCG 預(yù)處理可以明顯降低大鼠血漿同型半胱氨酸、淀粉樣蛋白β、炎性因子TNF-α 和IL-6 的水平；同時，EGCG預(yù)處理還可以降低大鼠海馬中四羥基壬烯（4-HNE）和蛋白質(zhì)羰基的水平，增加大鼠血漿中多巴胺和血清素的含量以及大鼠海馬中GSH-Px和谷胱甘肽還原酶（Glutathione reductase，GR）的活性。以上結(jié)果表明：EGCG 可以減輕輻射導(dǎo)致的海馬損傷。但關(guān)于EGCG 對神經(jīng)系統(tǒng)的輻射防護作用還有待研究。

2 EGCG的輻射防護作用機制

2.1 清除自由基

電離輻射對生物大分子有兩種作用方式：直接作用與間接作用。其中間接作用在電離輻射生物學(xué)效應(yīng)的發(fā)生上占有十分重要的地位。自由基并非電離輻射間接作用的特有產(chǎn)物，機體的正常代謝或藥物代謝過程中都能夠產(chǎn)生自由基，正常情況下，機體會不斷產(chǎn)生多種內(nèi)源性的抗自由基活性物質(zhì)。這些活性物質(zhì)能不斷地清除自由基，使機體免受自由基損害。當(dāng)電離輻射作用于機體時，體內(nèi)自由基含量會突然增加，過多的自由基無法被機體自身抗自由基物質(zhì)清除，從而對機體產(chǎn)生明顯的有害作用［16］。EGCG 因其化學(xué)結(jié)構(gòu)中含有多個酚羥基（圖1），可清除機體內(nèi)過多的自由基而起到輻射防護作用。

在對EGCG 性質(zhì)的研究中發(fā)現(xiàn)，羥基自由基·OH 與EGCG 的反應(yīng)速率為1.5×1010L/(mol·s)，而·OH 與 細(xì) 胞 靶 的 反 應(yīng) 速 率 為107～109L/(mol·s)。這說明EGCG可以有效地清除·OH，減少·OH對細(xì)胞中生物靶的損傷；同時，其他有關(guān)EGCG 的電子脈沖輻解結(jié)果顯示，EGCG 也可有效清除O2-、CO2·、NO2·以及ROO·，而這些自由基都可以造成細(xì)胞染色體、酶和細(xì)胞膜的損傷［17］。楊志輝等［18］利用雞血血清研究EGCG 對羥基自由基的清除作用，按雞血血清體積的0.1%加入H2O2作為損傷處理，加入不同濃度的EGCG 作為保護處理，測定羥基自由基的清除率。結(jié)果表明：EGCG對羥基自由基清除率隨濃度的增加而增大，當(dāng)ECCG濃度達(dá)到400 μg/mL 時，其對羥自由基的清除率接近100%。另有研究表明［8］：單獨使用100 μmol/L 的EGCG 處理正常小鼠脾細(xì)胞，不會引起DNA 損傷參數(shù)的顯著性改變；EGCG預(yù)處理小鼠脾細(xì)胞能夠減少細(xì)胞DNA 鏈斷裂。該研究推測：EGCG 可能通過直接嵌入DNA 捕獲自由基或者修復(fù)自由基造成的損傷，發(fā)揮其DNA輻射防護的作用。

圖1 EGCG分子結(jié)構(gòu)Fig.1 EGCG molecular structure

綜上所述，EGCG可以清除自由基，從而減輕機體由于輻射導(dǎo)致的損傷。本文從EGCG 化學(xué)結(jié)構(gòu)的角度推測，清除自由基是其發(fā)揮輻射防護作用的主要機制。

2.2 激活內(nèi)源性抗氧化應(yīng)激通路，增加抗氧化酶活性

氧作為生命機體能量的來源之一，其經(jīng)過機體代謝過程會產(chǎn)生一些代謝產(chǎn)物以及衍生的含氧物質(zhì)，這些物質(zhì)統(tǒng)稱為活性氧（ROS）。正常情況下ROS 不會造成機體損傷，但當(dāng)電離輻射作用于機體時，ROS 的含量會由于體內(nèi)水分子產(chǎn)生大量自由基而暴增，從而導(dǎo)致機體氧化應(yīng)激［19］。EGCG可以激活內(nèi)源性抗氧化應(yīng)激轉(zhuǎn)導(dǎo)通路―轉(zhuǎn)錄因子紅細(xì)胞系-2 相關(guān)因子-抗氧化應(yīng)激反應(yīng)元件（Nrf2-ARE），從而增加機體的抗氧化能力［20］。EGCG還可提高體內(nèi)多種抗氧化酶的表達(dá)，包括血紅素氧合酶-1（HO-1）、GSH-Px、超氧化物岐化酶（SOD）和錳超氧化物岐化酶（Manganese superoxide dismutase/superoxide dismutase，MnSOD/SOD2）等抗氧化酶，從而增加機體抗氧化酶的活性［21］。

2.2.1 通過Nrf2-ARE信號通路激活抗氧化酶

Kundu等［22］研究發(fā)現(xiàn)，Nrf2-ARE信號通路是迄今發(fā)現(xiàn)的最重要的抗氧化應(yīng)激相關(guān)信號傳導(dǎo)通路。核轉(zhuǎn)錄因子Nrf2 在氧化應(yīng)激的應(yīng)答中起核心調(diào)控作用，其屬于CNC（Cap-n-Collar）堿性亮氨酸拉鏈蛋白家族，在生理狀態(tài)下Nrf2 與包漿蛋白伴侶分子（Keap-1）結(jié)合，并被錨定于胞漿中的細(xì)胞骨架上，無法入核發(fā)揮轉(zhuǎn)錄因子的作用［23］。當(dāng)細(xì)胞遭到ROS 或親電子物質(zhì)攻擊時，ROS 或親電子物質(zhì)一方面可對Keap-1 分子的半胱氨酸殘基進行化學(xué)修飾，引起Keap-1 構(gòu)象改變，導(dǎo)致Nrf2-Keap-1 復(fù)合體解離，Nrf2 入核；另一方面，可導(dǎo)致Nrf2 的絲氨酸/蘇氨酸殘基被促分裂原活化蛋白激酶（MAPKs）、蛋白激酶C（PKC）和磷脂酰肌醇-3-激酶（PI3K）磷酸化，從而使Nrf2 的核積累增強。這種磷酸化作用已被證明有助于Keap-1 釋放Nrf2［9，20］。被活化的Nrf2 通過識別ARE 元件啟動體內(nèi)Ⅱ相解毒酶和抗氧化酶基因的轉(zhuǎn)錄。受Nrf2-ARE 信號通路調(diào)控的抗氧化酶主要有血紅素氧合酶-1（HO-1）、γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶（γ-GCS）、腺嘌呤二核苷酸醌氧化還原酶-1（NAD（P） H： Quinone oxidoreductase-1， NQO-1） 和SOD［9］。Sriram等［20］研究發(fā)現(xiàn)：在博來霉素誘導(dǎo)的肺纖維化動物模型中，EGCG對肺纖維化具有保護作用。同時免疫印跡實驗表明，EGCG 可調(diào)控Nrf2-Keap-1 信號途徑，提高機體內(nèi)源性抗氧化應(yīng)激的能力。該作者推測EGCG 可能通過與Keap-1的相互硫醇作用，使Nrf2對Keap-1的親和力降低，從而導(dǎo)致Nrf2 與Keap-1 解離并釋放出某些用于核轉(zhuǎn)運的物質(zhì)。孫萬良［9］研究還發(fā)現(xiàn)：在放射性肺損傷大鼠模型中，與單純照射組結(jié)果相比，EGCG處理明顯增加了Nrf2 的表達(dá)，提高了機體的抗氧化能力。de Oliveira 等［24］在EGCG 對線粒體保護作用的研究中指出，EGCG可促進PI3K/Akt（磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B）軸和ERK（細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶）的表達(dá)上調(diào)，這導(dǎo)致Nrf2 活化并易位至細(xì)胞，從而激活Nrf2-ARE 信號通路。EGCG調(diào)控Nrf2-Keap-1 的具體作用機制還有待進一步的研究。

2.2.2 HO-1

HO-1是內(nèi)源性抗氧化酶，高表達(dá)的HO-1對于保護細(xì)胞免受氧化應(yīng)激及其適應(yīng)性反應(yīng)至關(guān)重要。Kim 等［25］的研究發(fā)現(xiàn)，EGCG 作為外源性抗氧化劑，在H2O2暴露下可增強HO-1 的基因表達(dá)。EGCG還可以調(diào)節(jié)存活蛋白AKT1的表達(dá)，與其共同起到保護角質(zhì)形成細(xì)胞的作用。葛楊楊［26］發(fā)現(xiàn)，紫外線輻照人HaCaT 皮膚細(xì)胞后，用EGCG處理能有效降低細(xì)胞內(nèi)ROS 的含量，并且能夠轉(zhuǎn)錄激活HO-1。孫萬良［9］利用22 Gy 的60Co γ 射線單次照射大鼠全肺，在照后2 h內(nèi)分別給予地塞米松和EGCG 進行干預(yù)治療。結(jié)果表明：與照射組和地塞米松組相比，EGCG處理組大鼠肺組織HO-1的表達(dá)明顯增加，這表明EGCG可以增加放射性肺損傷大鼠HO-1的基因表達(dá)，提高機體的抗氧化水平，并且其效果優(yōu)于地塞米松。Zhu 等［27］用EGCG 預(yù)處理HaCaT 細(xì)胞1 h 后，對其進行X 射線照射，然后進行蛋白質(zhì)印跡實驗以檢測HO-1的水平。結(jié)果表明：EGCG 處理可以增加HaCaT 細(xì)胞中HO-1 的表達(dá)，并且這種作用效果隨著EGCG 濃度的升高而增強。

2.2.3 GSH-Px、SOD和SOD2

GSH-Px 是機體內(nèi)廣泛存在的一種重要的過氧化物分解酶。El-Missiry的研究［15］表明，與單純照射組結(jié)果比較，EGCG 預(yù)處理增加了大鼠海馬中GSH-Px 和GR 的活性。Yi 等［8］的研究也表明，EGCG 可以增加小鼠體內(nèi)GSH-Px 的活性，還可以抑制小鼠的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)。GCLC 是人谷氨酸-半胱氨酸連接酶（β-GCL 酶）的亞基，負(fù)責(zé)谷胱甘肽（Glutathione，GSH）的合成。de Oliveira［24］等在EGCG保護線粒體的研究中指出，EGCG處理激活了Nrf2 信號通路，并經(jīng)由Nrf2 信號通路調(diào)控GCLC 的表達(dá)，從而調(diào)節(jié)了GSH 的合成。SOD 是機體重要的內(nèi)源性抗氧化酶。郭紹來等［4］研究了EGCG的抗氧化作用，研究結(jié)果顯示：與單純照射組結(jié)果相比，EGCG 能夠提高小鼠體內(nèi)SOD 的水平。這表明了EGCG 具有較好的抗氧化作用。SOD2 是由SOD2 基因編碼的抗氧化酶，是機體重要的內(nèi)源性抗氧化酶之一。SOD2是在胞漿內(nèi)合成并移至線粒體發(fā)揮作用的內(nèi)源性抗氧化酶。SOD2對調(diào)節(jié)線粒體中活性氧的濃度有重要的作用，并在防止哺乳動物細(xì)胞免受電離輻射損傷中起著至關(guān) 重 要 的 作 用［28］。Zhu 等［27］用EGCG 預(yù) 處 理HaCaT 細(xì)胞1 h 后，對HaCaT 細(xì)胞進行X 射線照射，然后檢測SOD2 的蛋白質(zhì)水平。結(jié)果顯示：EGCG 增加了線粒體局部SOD2 的表達(dá)，這表明EGCG通過上調(diào)線粒體中SOD2的表達(dá)水平，減輕了電離輻射對HaCaT細(xì)胞線粒體的損害。

上述研究表明：EGCG發(fā)揮抗氧化功能的關(guān)鍵作用靶點是Nrf2-ARE 內(nèi)源性抗氧化應(yīng)激通路。EGCG 激活Nrf2-ARE 信號通路的作用途徑如圖2所示。本文從輻射作用于機體的作用方式及機制的角度，推測EGCG 發(fā)揮輻射防護作用最關(guān)鍵的機制是清除自由基。

圖2 EGCG激活Nrf2-ARE信號通路的作用途徑[24]Fig.2 EGCG activates the Nrf2-ARE signaling pathway[24]

2.3 抗凋亡作用

Ding 等［13］研究了EGCG 對C57 小鼠睪丸的輻射防護作用。為了進一步研究EGCG 的輻射防護作用機制，該作者在照射后16 h和21 d，分析了睪丸及睪丸GC中幾種凋亡相關(guān)蛋白的表達(dá)情況，包括絲裂原激活的蛋白激酶（Mitogen-activated protein kinases， MAPKs）、抗凋亡蛋白（BCL-2）家族、半胱氨酸蛋白酶3（Caspase-3）。實驗結(jié)果顯示：與單純照射組結(jié)果相比，EGCG處理有效地抑制了睪丸組織中Caspase-3、MAPKs 和BAX 的表達(dá)，同時，EGCG還可以增加BCL-2的表達(dá)。因此，該研究表明：EGCG 可以減輕睪丸細(xì)胞凋亡，并對電離輻射誘導(dǎo)GC的死亡具有防護作用。

陳晨［29］對小鼠體內(nèi)的miRNA進行了差異表達(dá)篩選，以小鼠正常肝細(xì)胞AML-12 中的miR34a 為研究對象，進一步探究EGCG 的輻射防護分子機制。該研究表明，去乙酰化酶1型（Sirtuin type 1，Sirt1）是miR34a 眾多靶基因之一，過表達(dá)的miR34a 可抑制Sirt1 的表達(dá)。與單純輻照組結(jié)果相比，不同濃度的EGCG處理能夠促進小鼠AML-12細(xì)胞的增殖，提高AML-12的細(xì)胞活力，顯著下調(diào)AML-12 細(xì)胞中的miR34a 的表達(dá)，上調(diào)Sirt1 的表達(dá)。Sirt1可通過抑制p53基因活性，減少細(xì)胞周期停滯以及細(xì)胞凋亡的發(fā)生［30］。因此該作者推測：EGCG保護機體免受電離輻射損傷的作用機制可部分歸因于EGCG減少電離輻射導(dǎo)致miR34a過表達(dá)，從而上調(diào)Sirt1 表達(dá)量，進而影響P53 活性，減少細(xì)胞凋亡。

El-Missiry等［15］為了進一步研究EGCG對大鼠海馬的輻射防護作用機制，對大鼠進行4 Gy γ射線急性照射后，檢測了大鼠體內(nèi)相關(guān)凋亡蛋白。結(jié)果表明：與單純照射組相比，EGCG預(yù)處理降低了大鼠體內(nèi)凋亡蛋白Bax、p53 和Caspases-3 和Caspases-9的表達(dá)，增加了抗凋亡蛋白BCL-2的表達(dá)，這提示EGCG 預(yù)處理可以降低大鼠組織的凋亡水平，EGCG的輻射防護作用機制可部分歸因于EGCG對大鼠的抗凋亡作用。

2.4 減少DNA損傷

細(xì)胞遺傳物質(zhì)DNA 是輻射損傷的重要靶點。電離輻射會導(dǎo)致DNA產(chǎn)生多種變化，比如DNA單鏈和雙鏈斷裂、堿基破壞、堿基改變等，這些改變都會對機體正常的生理功能、新陳代謝等生命活動產(chǎn)生重大影響。Zhu 等［27］探討了EGCG 能否影響DNA 雙鏈斷裂（DSBs）的動態(tài)修復(fù)過程。DSBs 被認(rèn)為是電離輻射引起的最嚴(yán)重的病變。輻射誘導(dǎo)的磷酸化H2AX蛋白（γ-H2AX）灶是DNA雙鏈斷裂的代表。該作者通過對γ-H2AX進行免疫染色來檢測DNA 損傷。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與照射組相比，EGCG 預(yù)處理明顯降低了HaCaT 細(xì)胞的γ-H2AX病灶數(shù)，這說明EGCG預(yù)處理可顯著降低細(xì)胞的DNA損傷。

Yoshioka 等［31］在大腸桿菌puC18 質(zhì)粒接受γ射線照射的條件下，探討了綠茶滲濾液及其主要成分EGCG 對大腸桿菌puC18 質(zhì)粒DNA 斷裂的影響。該研究人員單獨用100 μmol/L 的EGCG（實驗選用安全最大劑量）孵育未輻照的細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)EGCG 未導(dǎo)致DNA 損傷參數(shù)發(fā)生任何改變。該研究顯示：照射之前添加不同劑量的EGCG，可以抑制由于高、低劑量輻射導(dǎo)致的DNA 超螺旋轉(zhuǎn)化為開放環(huán)狀，還可以減輕由于高、低劑量輻射誘導(dǎo)的質(zhì)粒DNA 鏈斷裂。在相同濃度下，EGCG 的放射防護效果比槲皮素和維生素C 更好。該研究推測：由于EGCG 分子具有稠合的芳環(huán)，很可能在DNA螺旋中相互交錯，因此EGCG可能在DNA分子中具有較高的局部濃度，而顯示出其更有效的針對DNA斷裂的保護作用。

劉官樹等［17］采用人L02 肝細(xì)胞株作為研究對象，利用脈沖場凝膠電泳檢測DNA 雙鏈斷裂，對EGCG 的輻射防護作用進行了研究。研究結(jié)果顯示：與單純照射組比較，EGCG處理組明顯減少了L02肝細(xì)胞的DNA雙鏈斷裂。

2.5 其他

李曼蓉［32］采用分次低劑量X 射線照射人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞——HUVEC 細(xì)胞，研究了EGCG 對細(xì)胞DNA 甲基化的影響，檢測到HUVEC 細(xì)胞全基因組DNA 甲基化水平下降、DNA 修復(fù)基因的O6-甲基鳥嘌呤DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶（O6-methylguanine-DNA，MGMT）表達(dá)下降，以及MGMT的啟動子處于甲基化狀態(tài)。與單純照射組結(jié)果相比，EGCG處理增加了HUVEC 細(xì)胞全基因組DNA 甲基化的水平，提高了HUVEC 細(xì)胞DNA 修復(fù)基因MGMT的表達(dá)，并且使MGMT 啟動子處于非甲基化的狀態(tài)。該研究結(jié)果表明：EGCG可以逆轉(zhuǎn)慢性低劑量輻射所致的全基因組低甲基化，上調(diào)MGMT 的表達(dá)，并能夠使其啟動子處于DNA 非甲基化狀態(tài)。因此該作者推測：慢性低劑量輻射可能通過累積異常的DNA 甲基化而成為輻射相關(guān)疾病的強烈誘導(dǎo)劑，而EGCG 可能通過調(diào)控DNA 甲基化水平而發(fā)揮輻射損傷防護作用。

徐凱等［33］利用6 MV X 射線分次照射（0.05 Gy/d×10 d） 小 鼠，研 究EGCG 對 小 鼠Rad23b和Ddit3基因的啟動子CpG島甲基化及表達(dá)的影響。該作者檢測了小鼠外周血單個核細(xì)胞（PBMC）以及腎臟、肝臟、脾臟、腦及肺組織中Rad23b和Ddit3基因的啟動子CpG島的甲基化水平和mRNA 的表達(dá)變化。與單純照射組結(jié)果比較，除脾臟Rad23b 基因外，不同濃度的EGCG 處理均能明顯降低其他組織中Rad23b 和Ddit3 基因的啟動子CpG島高甲基化，并能夠增加mRNA 的表達(dá)。該研究表明，EGCG 可能通過影響DNA 甲基化來發(fā)揮其輻射防護作用。

以上研究指出：EGCG的輻射防護作用機制可能與其清除自由基、抗氧化、抗凋亡、減輕DNA損傷等作用有關(guān)（圖3），但EGCG 具體的輻射防護作用機制仍需要進一步研究。

圖3 EGCG輻射防護作用的作用機制Fig.3 Mechanism of EGCG radiation protection

3 展望

綜上所述，無論在體內(nèi)還是體外實驗中，EGCG均能減輕電離輻射所致?lián)p傷，具有輻射防護作用，這為開拓EGCG 的臨床應(yīng)用提供了理論依據(jù)。EGCG在臨床實驗的應(yīng)用已有相關(guān)報道：包括EGCG治療乳腺癌放療導(dǎo)致的皮炎［12］、EGCG減輕放射性食管炎［34-35］等，但目前其臨床研究報道較少，仍需要進一步深入研究。隨著相關(guān)研究的不斷深入，天然綠茶提取物EGCG 因其副作用少、抗氧化、抗炎性能良好，其臨床應(yīng)用將會越來越廣。