《Applied Radiation and Isotopes》：Uncovering the Potential Role of Nicotinamide as a Radioprotective Agent in Rats
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本研究探讨烟酰胺（NAM）对γ射线照射大鼠的保护作用。方法：27只大鼠分为三组，G2接受γ射线，G3联合NAM。七周后检测IL6、CRP、肝肾功能及氧化应激指标。结果：NAM显著降低TNF-α、MMP-9表达，减少MDA，改善炎症和器官功能。结论：NAM有效缓解辐射损伤，具放射防护潜力。
Shaimaa.M. Eldeighdye|Salwa.N.A. Mater|H.M. Essam|Heba A.H. Abd Elhameed
埃及原子能管理局核研究中心生物应用部门
摘要
背景
多项研究探讨了不同物质作为放射防护剂的使用。由于烟酰胺（NAM）能显著抑制活性氧物种引起的氧化损伤，因此研究其作为放射防护剂的特性显得尤为重要。
目的
本研究旨在探讨烟酰胺是否对大鼠受到伽马辐射的危害具有防护作用。
方法
将27只大鼠平均分为三组：“G1”组喂食常规大鼠饲料和饮用水作为对照组；“G2”组作为阳性对照组接受伽马辐射；“G3”组则喂食添加了400毫克/升烟酰胺的标准大鼠饲料和饮用水。7周后，两组大鼠在辐射后24小时均接受了一次6 Gy的伽马辐射，并被麻醉。随后收集血液和组织样本进行分子、生化和组织学分析。检测了白细胞介素6（IL-6）、C反应蛋白（CRP）水平、血细胞计数以及肝肾功能。此外，还评估了各组肝脏中的丙二醛（MDA）、还原型谷胱甘肽（GSH）和超氧化物歧化酶（SOD）的水平，并检测了肿瘤坏死因子α（TNF-α）和基质金属蛋白酶（MMP-9）的基因表达。
结果
烟酰胺通过下调TNF-α和MMP-9的表达，保护了“G3”组大鼠免受伽马辐射的伤害。结果表明，烟酰胺具有抗氧化作用，能降低丙二醛（MDA）水平并提高SOD和GSH活性；同时CRP和IL-6水平也显著下降。与“G2”组相比，血液学、肝脏和肾脏组织的损伤也明显减轻。
结论
烟酰胺因其在预防伽马辐射不良影响方面的关键作用和成本效益而受到关注，这可能促进其在更大规模上的应用。
引言
哺乳动物在受到电离辐射（IR）影响时，可能会出现多种潜在的严重生理和形态学变化，包括伽马辐射[1]。电离辐射的生物危害可能由生物分子的电离或自由基（如超氧化物）的产生引发。伽马辐射会导致氧化应激、炎症和致癌等多种生物效应，这些效应都可能具有致命性。人类和动物通过放射治疗、核实验和核事故接触到各种形式的辐射[2]。电离辐射会产生自由基，损害细胞成分，导致脂质过氧化、蛋白质氧化和DNA损伤，还会引起严重的氧化应激并影响某些生物功能[3, 4]。
尽管辐射在人类癌症治疗中具有积极作用，但它会对肝脏和骨髓等组织产生负面影响。因此，在放射治疗过程中限制治疗剂量至关重要，这对于癌症控制至关重要[5]。因此，放射防护药物对于防止器官功能受损和保护健康细胞免受电离辐射的伤害非常重要。
在计划内和意外的电离辐射暴露情况下，保护生物细胞免受各种形式辐射的伤害至关重要[6, 7]。通过开发创新且高效的无毒放射防护剂，可以预防或至少控制辐射伤害。近年来，许多天然和合成化合物被评估其减轻电离辐射对活细胞有害影响的潜力。
放射防护剂的例子包括巯基化合物、植物提取物、抗氧化剂、免疫调节剂和其他潜在的防护剂[8]。同时，由于合成化合物对有效放射防护浓度的长期影响，人们一直在研究更安全、更经济且更有效的放射防护剂。
烟酰胺（NAM）是维生素B3的酰胺衍生物，也是一种强效抗氧化剂。它可溶于水，人体不会储存这种维生素。研究表明，烟酰胺能促进大鼠细胞的内分泌发育，并保护胰岛免受炎症影响[9]。在植物和动物体内，烟酰胺以烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP）的形式存在。吸收后，烟酰胺几乎完全在小肠中被吸收，辅酶分离后通过肾脏排出，并以NAD+的形式储存在肝脏中[10]。
NAD+是烟酰胺（NAM）的氧化形式，可通过从头合成和回收途径产生，其中回收途径在哺乳动物中更为常见。烟酰胺磷酸核糖转移酶（NAMPT）催化NAD+从烟酰胺（NAM）的合成，是该途径的限速酶。该途径通过回收sirtuin-1（SIRT）介导的脱乙酰化、poly(ADP-ribose)聚合酶（PARP）介导的ADP-核糖化以及CD38活性等酶促过程中产生的NAM分子，快速恢复NAD水平[11, 12]。烟酰胺通过为PARP-1提供底物（NAD+），帮助维持基因组稳定性，从而为ATP依赖的DNA修复和PARP-1完整性提供能量储备[13]。
NAD+也是其他酶的底物，包括NAD依赖的DNA连接酶和NAD依赖的氧化还原酶[14]。NAD的还原形式NADH是线粒体呼吸链中NADH脱氢酶的底物，可将电子传递给辅酶Q，生成NAD+
此外，烟酰胺在多种疾病中的治疗效果已得到证实，包括糙皮病、糖尿病、阿尔茨海默病和脑缺血[16]。值得注意的是，烟酰胺的毒性较低，小鼠静脉注射的LD50值为2.5克/千克[17]。尽管关于烟酰胺多种治疗特性的研究众多，但尚未进行生化、分子或组织学研究来明确其如何防护和缓解伽马辐射的伤害。因此，本研究旨在探讨烟酰胺是否可以作为更安全、更经济有效的放射防护药物，以应对伽马辐射暴露带来的风险。
部分内容摘要
化学物质
本研究中使用的所有化学物质均具有较高的分析纯度，购自多个商业来源。用于分子研究的化学物质来自美国密苏里州圣路易斯的Sigma-Aldrich公司，还包括用于检测肝功能的生化试剂盒（如丙氨酸氨基转移酶（ALT）和天冬氨酸氨基转移酶（AST）、碱性磷酸酶（ALP）、γ-谷氨酸（GGT）、白蛋白和总蛋白，以及用于检测肾功能的试剂（如尿素和尿酸）。
结果
根据本研究数据，伽马辐射对分子、生化和组织学水平产生了显著负面影响。表现为TNF-α和MMP-9基因表达上调，炎症因子（CRP和IL-6）升高，以及血液学、肝脏和肾脏参数受损。此外，氧化应激指标（如MDA）也有所升高。
讨论
根据暴露剂量、辐射后的环境以及组织的敏感性，电离辐射（IR）长期会导致活细胞发生多种有害变化[30]。电离辐射通过产生活性氧物种，打破细胞内抗氧化剂和促氧化剂的平衡，最终导致细胞损伤[31]。天然抗氧化防御机制往往无法抵御这种损害。
结论
本研究表明，烟酰胺作为放射防护剂的作用仍存在争议。研究结果证实，烟酰胺可减轻氧化应激和炎症反应，有助于维持肝脏和肾脏功能。此外，烟酰胺能够降低炎症标志物TNF-α和MMP-9的表达水平，从而发挥其在缓解γ-辐射引发的炎症反应中的作用。
作者贡献声明
Shaimaa. Eldeighdye：撰写初稿及方法部分。Salwa. Mater：方法部分。H. Essam：方法部分及研究实施。Heba Abd Elhameed：撰写、审稿及编辑工作，方法部分
数据和材料的可用性
本研究分析的所有数据均包含在本手稿中，如需更多关于本研究的信息，可向相应作者咨询。
伦理批准
本研究遵循了所有适用的国际、国家和/或机构关于动物护理和使用的指南。
伦理声明
本文未包含任何作者参与的人类受试者相关研究。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。
