中国科学院近代物理研究所科研人员利用兰州重离子研究装置（HIRFL）提供的碳离子束，深入研究了重离子辐射诱发放射性认知功能障碍的发生及修复分子调控机理，取得了重要进展。
放射性认知功能障碍是原发性及转移性脑肿瘤患者放疗后常见的副作用之一，严重影响患者的生活质量。随着综合治疗与精准放疗技术的发展，患者生存期显著延长，对放射性认知功能障碍的机制研究、预防及治疗已成为放射医学领域的热点问题。
本研究成功建立了重离子诱发的放射性认知功能障碍小鼠模型，并鉴定出63种海马组织线粒体差异表达蛋白。这些蛋白主要参与线粒体能量代谢与氧化应激通路。研究证实，海马组织中线粒体自稳态被严重干扰，氧化还原平衡持续破坏，导致能量衰竭和持久的氧化胁迫。进一步研究表明，NRF2（NF-E2相关因子2）和PINK1（PTEN诱导激酶1）信号通路的共同抑制是引发线粒体功能紊乱、导致放射性认知功能障碍的关键信号途径。相反，在离体小鼠海马神经元细胞和活体小鼠海马组织中，通过上调NRF2和PINK1的表达水平，可有效恢复线粒体功能，从而逆转或修复放射性认知功能障碍。
本研究首次揭示了重离子介导的放射性认知功能障碍发生与修复的关键调控机制，并首次提出NRF2和PINK1可作为放射性认知功能障碍防治的潜在靶点，为肿瘤放射治疗中正常组织的精准辐射防护提供了全新思路。
该研究得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金委员会—中国科学院大科学装置联合基金重点项目、国家自然科学基金面上项目及中国科学院西部人才项目的资助。研究结果发表于《Redox Biology》，2018，17：143-157。