《Tissue and Cell》：Hormetic effect of resveratrol on radiation-induced endothelial vascular injuries in vitro endothelia model
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研究建立体外内皮细胞模型，探究放疗诱导的血管损伤及白藜芦醇保护机制。结果显示0.1 μM白藜芦醇可完全修复放疗导致的DNA损伤并恢复血管生成能力，同时验证了该模型的临床前药物筛选价值。
匡彦杰|张工良|刘军|金毅|刘杰宇|张春婷|王凯|王敏|刘家斌|周亮
中国南方医科大学公共卫生学院，热带病研究广东省重点实验室，毒理学系，广州
摘要
背景
电离辐射（IR）治疗是癌症治疗的常规方法。然而，IR的破坏性副作用仍然难以解决。血管系统是辐射损伤的主要靶标之一。白藜芦醇是一种可以从天然食物中容易提取的化合物，具有抗氧化特性，能够对抗自由基并增强血管弹性，从而保护生物体免受辐射引起的损伤。然而，其具体功能及其作用机制仍不清楚且存在争议，尤其是在血管系统中。
目的
建立一种细胞模型，以展示IR治疗引起的内皮血管损伤，并筛选出最佳剂量的白藜芦醇来修复这些损伤，同时研究白藜芦醇的作用机制。
方法
我们建立了细胞模型来展示内皮血管损伤并评估白藜芦醇的放射保护作用。我们使用体外血管形成实验来评估IR的影响，彗星试验来检测DNA损伤，免疫荧光来检测蛋白质定位，以及Western blot来评估治疗后的蛋白质水平变化。所有定量数据均采用单因素方差分析（ANOVA）统计方法，结果以平均值±标准差（SD）表示，且至少来自五个独立实验。
结果
内皮细胞在IR处理下表现出剂量依赖性的损伤，包括DNA损伤和血管化受损。保护内皮细胞的最佳白藜芦醇浓度为0.1 μM，该浓度可以完全修复IR引起的DNA损伤，完全恢复血管化能力，并维持PECAM-1的稳定分布。
结论
我们的研究不仅证明了白藜芦醇通过修复DNA损伤和恢复管状形成能力来修复IR引起的内皮细胞血管损伤的能力，还验证了一种可用于快速筛选天然化合物以对抗内皮系统损伤和疾病的成熟内皮细胞模型。
引言
放疗是治疗恶性肿瘤的主要手段，60%的新诊断癌症患者将其作为一线治疗（Jarosz-Biej等人，2019年）。临床进行放疗的最初目的是通过产生氧化应激和破坏DNA结构来杀死癌细胞或抑制其生长（Huber等人，2011年）。目前，针对电离辐射的保护措施和疗效不断提高，但这种治疗方法也可能导致正常组织的内皮细胞损伤、炎症免疫细胞浸润、炎症介质释放、毛细血管损伤、微循环紊乱，最终甚至导致细胞死亡。随着与辐射相关的物理检查的广泛应用，IR引起的损伤变得越来越不容忽视。因此，迫切需要开发有效的手段来预防和解决这一日益严重的问题（Chargari等人，2023年）。
内皮是人体最大的器官系统之一，内皮细胞不仅构成血管壁，还在维持正常的血管生理和器官稳态中起着关键作用（Wijerathne等人，2021年）。当患者接受肿瘤放疗时，暴露于IR的人类内皮细胞会减少一氧化氮（NO）信号传导，破坏管状形成，引发DNA双链断裂（DSB），从而导致内皮功能障碍，包括通透性增加、从基底膜脱离和细胞凋亡，进而导致组织和器官损伤（Soucy等人，2010年）。以往的研究主要依赖辐射防护垫和放射保护剂来减轻辐射损伤。然而，防护垫往往无法提供足够的覆盖范围，而保护剂的疗效有限且毒性较大（Yoshizawa等人，2025年；Shakeel等人，2022年）。因此，寻找有效的药物来减轻辐射引起的内皮细胞损伤仍然是一个挑战。
氧化应激是由活性氧（ROS）与机体抗氧化系统之间的不平衡引起的，这可能触发炎症过程和各种病理变化。IR治疗会在细胞中生成并积累ROS，尤其是自由基，导致氧化损伤（Lushchak，2014年；Aryal等人，2025年）。许多天然生物活性化合物显示出有益的抗氧化效果或能够减轻氧化应激。基于电离辐射引起的损伤的氧化特性，我们旨在探索有效的天然化合物来缓解这种损伤。在我们关注的抗氧化天然化合物中，白藜芦醇（RSV）尤为突出，它是一种存在于虎杖（Polygonum cuspidatum）、葡萄（Vitis vinifera L.（葡萄科）果皮等植物中的多酚化合物。作为一种天然食品成分，它不仅易于提取且副作用小，还具有多种益处和功能，如抗氧化、清除自由基、调节免疫系统、抗衰老、改善血管弹性（Berman等人，2017年；Meng等人，2020年；Salehi等人，2018年）。白藜芦醇可以缓解皮肤角质形成细胞的IR损伤（Jin等人，2023年）。尽管关于白藜芦醇在内皮细胞中的保护作用的研究较少且仅限于体内实验，但其临床应用的适宜剂量仍不清楚（Khalil等人，2020年；Seyedpour等人，2024年）。在这项研究中，我们引入了一种创新的体外模型，以帮助探索剂量和潜在机制。利用这种细胞模型，我们确定了能够有效修复细胞损伤和管状形成的关键剂量，显著减少了进入体内实验前的剂量筛选时间。
我们假设内皮细胞在IR暴露后会表现出剂量依赖性的DNA损伤和血管生成能力下降。本研究旨在利用体外模型来评估某种浓度的RSV（一种新型天然化合物）是否可以减轻IR引起的内皮损伤并恢复内皮细胞的血管生成能力，从而保护血管健康。
部分摘要
细胞系
人内皮细胞系EA.hy926（Cellverse Co., Ltd.，目录号iCell-h055，CVCL_3901）来源于人脐静脉内皮细胞。EA.hy926内皮细胞在添加了10%胎牛血清（Sigma-Aldrich，目录号1943609–65–1）和1%青霉素-链霉素（Solarbio，目录号P1400）的Dulbecco改良Eagle培养基（DMEM，Corning，目录号10–013-CVRC）中培养，并在37°C、5% CO?湿润环境中维持。收到细胞系后，在开始实验之前
体外剂量依赖性损伤和血管生成
众所周知，暴露于电离辐射（IR）会导致内皮细胞损伤。然而，IR对体外内皮细胞血管生成能力的影响尚未完全了解。为此，我们建立了一种新的体外血管生成模型，在梯度IR剂量（包括0（对照）、2.0、5.0、8.0和10.0 Gy）下诱导内皮细胞形成管状结构。有趣的是，结果清楚地表明IR处理
讨论
放疗在癌症管理中起着关键作用，是实体瘤最有效的细胞毒性疗法（Schaue和McBride，2015年）。IR治疗可导致细胞DNA损伤，包括双链断裂、单链断裂、DNA交联以及超过20种类型的碱基损伤，从而导致肿瘤组织的氧化应激和坏死（Wei等人，2026年；Zhang等人，2026年）。这与我们的发现一致：电离辐射会导致内皮细胞的DNA损伤和ROS生成
结论
在这项研究中，我们观察到内皮细胞在IR处理下表现出剂量依赖性的损伤，这不仅导致内皮细胞DNA损伤，还影响血管形成能力。我们创新性地使用了体外模型来发现RSV的剂量效应，并筛选其最佳浓度，以减轻电离辐射引起的内皮细胞损伤并恢复血管生成能力（图6）。
总体而言，我们的发现不仅填补了
CRediT作者贡献声明
王凯：研究工作。周亮：撰写、审稿与编辑、监督、资源协调、方法论设计、资金获取、概念构思。王敏：研究工作。刘家斌：资源协调、方法论设计、研究工作。刘军：研究工作、数据管理。金毅：方法论设计、研究工作。匡彦杰：撰写初稿、方法论设计、研究工作、数据管理。张工良：资源协调、研究工作。刘杰宇：研究工作、数据管理。张春婷：方法论设计
作者声明
我们声明本手稿是原创的，此前未发表过，也没有正在其他地方考虑发表。
我们确认所有列出的作者均已阅读并批准了本手稿，且没有其他符合作者资格但未列入名单的人。
我们还确认手稿中作者的顺序已经得到所有人的同意。
我们理解通讯作者是与编辑联系的唯一联系人
资助
本工作得到了国家自然科学基金（编号81772914，网址：http://www.nsfc.gov.cn/）、广东省基础与应用基础研究基金（编号2019A1515010963、2021A1515010855、2026A1515012560，网址：http://www.gdstc.gov.cn/）以及广州市科技项目（编号201904010063，网址：http://kjj.gz.gov.cn/）的支持。致谢
作者感谢Wen Qian女士在本研究中的技术和科学贡献，以及Wen Chunyong先生对手稿的校对工作。同时，我们也感谢副主编和审稿人的宝贵意见，这些意见使本文得到了改进。
