對話吉林大學申延男教授：探微輻射損傷機制，多模態成像賦能精準醫療

輻射在公眾認知中常常引發普遍擔憂，甚至令人談之色變。然而在科學界，放射生物學作為一門系統研究電離輻射對生物體直接與間接作用的學科，正通過精細的微觀機制研究不斷拓展人類的認知邊界。它不僅通過解析細胞與分子層面的復雜反應，為日常環境暴露和職業防護制定了科學嚴謹的安全標準；更通過探索輻射防護與增敏的深層機制，為腫瘤等重大疾病的臨床精準放療及診療一體化帶來了前所未有的破局方向。

吉林大學公共衛生學院國家衛健委放射生物學重點實驗室申延男教授課題組長期深耕于放射生物學這一前沿領域，重點攻堅輻射誘導的組織損傷與機體修復機制。在課題組應對前沿機制探索的重重挑戰、解析復雜微觀分子網絡的過程中，以安捷倫 BioTek Cytation 系列為代表的高精度細胞成像與多功能微孔板檢測系統發揮了不可替代的基礎性作用，為生命科學的深層突破提供了關鍵賦能。

「診療一體化」加速放射生物學臨床轉化

在現代放射生物學的理論體系中，精準評估輻射影響是保障人類健康的首要前提。申延男教授指出，電離輻射的損傷與修復效應實際上貫穿于人類生活的方方面面，人體之所以能在充滿微量輻射的自然環境中健康生存，核心在于機體自身擁有極其強大的受損修復功能。

他表示，針對社會大眾關注的劑量效應，科學界已有明確的界定：當人體單次承受的輻射劑量控制在 0.2 毫西弗以下時，通常不會產生實質性的健康危害。這一結論為制定職業暴露與環境安全的防護標準奠定了定量基礎。目前，我國已建立起涵蓋防護用品策略、輻射劑量監測在內的多維評價體系，通過精密檢測血液或體液中特定蛋白的表達水平及其穩定性，能夠實現對個體輻射安全狀態的客觀評估。

隨著基礎研究的深入，放射生物學正加速向臨床醫學轉化，特別是在腫瘤的精準干預領域展現出巨大潛力，其中「輻射增敏」與「微環境干預」等方向正快速向縱深發展。

申教授介紹說，通過深入研究腫瘤細胞的特性及其所處的復雜微環境，科研人員能夠開發出新型防護劑和增敏劑，從而在保護正常組織的同時，精準提升放療對病灶的打擊力度。這一轉化路徑的尖端體現即是「診療一體化」研究。

該策略通過將核素與先進的納米材料相結合，構建出能夠特異性標記體內腫瘤細胞的分子探針。在臨床實施中，分子探針首先實現腫瘤的精準識別和顯像，隨后核素對已標記的病灶進行靶向打擊。這種方法不僅大幅提升了治療的精準度，更能有效緩解傳統化療或核醫學治療帶來的全身性副作用，代表了未來臨床放射醫學的重要發展方向。

「關鍵靶點」破解放射性損傷復雜調控網絡

申延男教授所在的國家衛健委放射生物學重點實驗室將研究重點聚焦于放射性肺損傷、腸損傷及肝損傷等高發性放射性疾病的分子機制探索。申教授團隊通過長期的實驗觀察與數據分析，成功鎖定了一系列干預輻射損傷進程的關鍵蛋白靶點，為后續藥物開發提供了重要的理論支撐。

在具體的損傷通路研究中，團隊發現 NRP1 蛋白的表達活性與放射性肺損傷的發生發展密切相關。而在腸道損傷研究領域，鈉-葡萄糖轉運蛋白（SGLT1 蛋白）被證實是影響放射性腸損傷進程的關鍵因子。此外，在放射性肝損傷的機理探討中，研究發現一些生長因子類蛋白（如 IGF1R）能夠通過激活肝星狀細胞的活性，顯著促進肝損傷的病理進程。這些研究成果已進入轉化階段，科研團隊正針對這些蛋白和基因的功能特性，積極研發相應的激動劑或抑制劑，力求在未來的放療臨床應用中實現精準的藥理控制。

盡管取得了階段性突破，但放射生物學的前沿探索仍面臨著嚴峻的技術挑戰。申教授指出，目前的科研范式大多集中于單一基因或蛋白的孤立研究，而真實的人體組織是一個非常復雜的系統。如何在更高維度上研究細胞內基因與蛋白的相互作用及調控網絡，是目前整個生命科學領域的共同難題。當前，國際科研趨勢正轉向“融合基因”研究，即通過同時調控多個基因或蛋白來干預核心信號通路，以期實現對復雜疾病的有效控制。這一研究深度的提升，對于未來腫瘤標志物的篩選及治療靶點的精準定位具有深遠意義。

「多模態成像」賦能細胞動態演變全景解析

突破放射生物學機制瓶頸的關鍵，在于能夠實時、動態且高通量地觀測細胞受照后的演變全過程。在這一過程中，檢測設備的精度與功能多樣性起到了決定性作用。回顧實驗室的技術演進，申教授提到，在引入安捷倫 BioTek Cytation3 之前，細胞功能檢測主要依賴熒光顯微鏡或簡易的拍照系統，不僅操作繁瑣，且需要多臺設備交叉配合，實驗效率與數據的一致性難以保障。

Cytation3 的應用徹底改變了這一現狀，其將自動成像與多模式微孔板檢測合二為一的特性，極大地拓寬了實驗的觀察維度。通過該設備，團隊能夠同步獲取線粒體膜電位、線粒體完整性、ATP 濃度以及細胞增殖活性等一系列動力學數據。這種高分辨率的長時程監測，使科研人員得以捕捉到細胞從受照到發生凋亡或啟動修復的關鍵轉化點，從而揭示輻射不僅影響基因表達，更會對細胞器結構產生深層次的調節作用。

此外，該設備在分子水平與細胞表型之間的無縫轉化也為科研提供了有力支撐。通過在檢測 RNA 或蛋白濃度的基礎上直接觀察蛋白在細胞內的分布與表達情況，科研人員能夠更客觀地評價特定蛋白的功能效率。這種將生化定量分析與空間成像數據相結合的能力，正是解析輻射抗性等復雜表型所必需的技術手段。

立足于未來，申延男教授對多模態成像設備的技術迭代提出了更高的期許。他認為，未來的突破重點將在于 AI 技術的深度融合。通過 AI 算法智能識別陽性結果并進行主動分析，將極大地提升海量數據的處理效率。而在硬件方面，全景掃描功能的進一步加持，將為從單細胞層面乃至全組織范圍解析輻射損傷提供更高質量的技術支撐。

結語

無論是對輻射劑量的科學界定，還是復雜損傷網絡的分子解析，放射生物學的每一步跨越都緊扣著維護人類生命健康的時代脈搏。這一科學征程既需要科研人員對微觀世界的嚴謹求索，也離不開如安捷倫 BioTek Cytation 系列等多功能檢測系統的技術底座。

2026 年 4 月 1 日，安捷倫科技正式宣布推出全新旗艦 BioTek Cytation 9，該系統凝聚了該系列十余載的創新積淀，創新性地將倒置熒光顯微鏡、正置成像模塊與獨立雙光路微孔板檢測技術集成于單一平臺，不僅將成像速度提升至原來的兩倍，而且進一步強化了高內涵分析能力，能夠更靈活地適配藥物研發及生命科學前沿探索中的嚴苛需求。

作為 Cytation 系列產品迭代歷程的深度見證者，申延男教授在祝賀安捷倫 Cytation 9 新品發布的同時，也對其未來的表現寄予了厚望。他由衷期待這款新一代旗艦產品能夠憑借更卓越的成像精度與智慧檢測，繼續為放射生物學等生命科學領域的前沿探索提供有力支撐，并在未來的科研征途中，與廣大科研工作者一同見證更多微觀世界的奧秘與突破。

內容策劃：沈佳鈺

內容審核：朱曉芳