Mitochondrial Damage Response and Fate of Normal Cells Exposed to FLASH Irradiation with Protons

线粒体 线粒体分裂 辐照 氧化磷酸化 放射治疗 化学 生物 生物物理学 细胞生物学 生物化学 医学 内科学 物理 核物理学
作者
Ziyang Guo,Manuela Buonanno,Andrew Harken,Guangming Zhou,Tom K. Hei
出处
期刊:Radiation Research [Radiation Research Society]
卷期号:197 (6) 被引量:32
标识
DOI:10.1667/rade-21-00181.1
摘要

Radiation therapy (RT) plays an important role in cancer treatment. The clinical efficacy of radiation therapy is, however, limited by normal tissue toxicity in areas surrounding the irradiated tumor. Compared to conventional radiation therapy (CONV-RT) in which doses are typically delivered at dose rates between 0.03–0.05 Gy/s, there is evidence that radiation delivered at dose rates of orders of magnitude higher (known as FLASH-RT), dramatically reduces the adverse side effects in normal tissues while achieving similar tumor control. The present study focused on normal cell response and tested the hypothesis that proton-FLASH irradiation preserves mitochondria function of normal cells through the induction of phosphorylated Drp1. Normal human lung fibroblasts (IMR90) were irradiated under ambient oxygen concentration (21%) with protons (LET = 10 keV/µm) delivered at dose rates of either 0.33 Gy/s or 100 Gy/s. Mitochondrial dynamics, functions, cell growth and changes in protein expression levels were investigated. Compared to lower dose-rate proton irradiation, FLASH-RT prevented mitochondria damage characterized by morphological changes, functional changes (membrane potential, mtDNA copy number and oxidative enzyme levels) and oxyradical production. After CONV-RT, the phosphorylated form of Dynamin-1-like protein (p-Drp1) underwent dephosphorylation and aggregated into the mitochondria resulting in mitochondria fission and subsequent cell death. In contrast, p-Drp1 protein level did not significantly change after delivery of similar FLASH doses. Compared with CONV irradiation, FLASH irradiation using protons induces minimal mitochondria damage; our results highlight a possible contribution of Drp1-mediated mitochondrial homeostasis in this potential novel cancer treatment modality.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
dph完成签到 ,获得积分10
5秒前
luckyhan完成签到 ,获得积分10
8秒前
无心完成签到,获得积分10
10秒前
[刘小婷]完成签到,获得积分10
11秒前
落樱幻梦染星尘完成签到,获得积分10
12秒前
ldhard完成签到,获得积分10
14秒前
醒了没醒醒完成签到 ,获得积分10
16秒前
SCI的芷蝶完成签到 ,获得积分10
24秒前
31秒前
31秒前
缓慢怜菡应助科研通管家采纳,获得20
31秒前
晴天完成签到 ,获得积分10
34秒前
叶子完成签到 ,获得积分10
35秒前
暖羊羊Y完成签到 ,获得积分10
38秒前
燕晓啸完成签到 ,获得积分0
38秒前
糖果苏扬完成签到 ,获得积分10
40秒前
山顶洞人完成签到 ,获得积分10
44秒前
沉静的便当完成签到 ,获得积分10
46秒前
cly完成签到 ,获得积分10
48秒前
研友_8KA0Vn完成签到 ,获得积分0
54秒前
脑洞疼应助hhkj采纳,获得10
56秒前
苗苗完成签到 ,获得积分10
59秒前
MOLLY完成签到 ,获得积分10
59秒前
伶俐书蝶完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
张辰熙完成签到 ,获得积分10
1分钟前
hhkj发布了新的文献求助10
1分钟前
完美的铸海完成签到 ,获得积分10
1分钟前
阿明完成签到 ,获得积分10
1分钟前
打打应助hhkj采纳,获得10
1分钟前
找找完成签到,获得积分10
1分钟前
小李完成签到 ,获得积分10
1分钟前
蛋卷完成签到 ,获得积分10
1分钟前
氟锑酸完成签到 ,获得积分10
1分钟前
YuLu完成签到 ,获得积分10
1分钟前
孟祥合完成签到 ,获得积分10
1分钟前
香蕉面包完成签到 ,获得积分10
1分钟前
i2stay完成签到,获得积分0
1分钟前
顺心囧完成签到 ,获得积分10
1分钟前
上官枫完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Applied Min-Max Approach to Missile Guidance and Control 5000
Metallurgy at high pressures and high temperatures 2000
Inorganic Chemistry Eighth Edition 1200
Anionic polymerization of acenaphthylene: identification of impurity species formed as by-products 1000
The Psychological Quest for Meaning 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6325897
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8142015
关于积分的说明 17071610
捐赠科研通 5378411
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2854159
邀请新用户注册赠送积分活动 1831834
关于科研通互助平台的介绍 1683062