放射性肺损伤（RILI）是胸部肿瘤放射治疗的常见严重并发症，目前临床缺乏高效的防治药物与干预手段。本研究依托X-RAD 系列精准辐照仪构建标准化 RILI 体内外实验模型，首次证实重组蛋白 FlaA N/C 可通过其 D0 结构域激活 NAIP/NLRC4/ASC 炎症小体，进而诱导 Beclin 1 介导的自噬降解过程，有效抑制辐射诱导的细胞焦亡，最终显著减轻肺组织的炎症反应与病理损伤。体内外功能实验均验证了 FlaA N/C 对 RILI 的显著防护效应，而 Nlrc4 基因敲除或自噬通路抑制可完全逆转该保护作用。本研究为 RILI 的临床防治提供了新型候选药物与干预策略，同时凸显了精准辐照设备在辐射损伤机制研究与候选药物筛选中的核心支撑价值。

图1：论文封面概要

选用C57BL/6 野生型小鼠，及 Nlrc4 基因敲除小鼠、Beclin 1 杂合小鼠为动物模型，人支气管上皮 BEAS-2B 细胞为体外细胞模型，将实验对象分为空白对照组、单纯辐射组、辐射 + FlaA N/C 干预组等实验组别。采用 H&E 染色、TUNEL 染色评估肺组织病理损伤与细胞凋亡程度；借助 Western blot、免疫荧光、免疫组化技术检测细胞焦亡与自噬相关蛋白的表达及定位；利用 CCK-8 法、LDH 释放实验评估辐射后细胞的存活与损伤情况；通过 ELISA 试剂盒检测细胞培养上清及小鼠肺组织中炎症因子的分泌水平；采用透射电镜观察细胞内自噬体的形成与分布特征；构建 FlaA N/C 的 D0 结构域缺失突变体（ΔFlaA N/C），验证该结构域在 RILI 防护中的关键功能。

辐照实验方案

采用精准辐照仪（X-RAD 160 和 X-RAD 225）开展体内外电离辐射处理：动物层面，小鼠经戊巴比妥钠麻醉后，采用铅板对非胸部区域进行严格屏蔽，对胸部实施 15 Gy 单次 X 射线照射，仪器参数设置为 225 kV、12.4 mA，剂量率 2.0 Gy/min；细胞层面，直接对 BEAS-2B 细胞实施 15 Gy 单次 X 射线照射。辐照完成后，按实验预设时间点收集细胞及小鼠肺组织样本，开展后续的病理、分子生物学检测。

图2：（原文 Fig.2）H&E 染色展示 FlaA N/C 对辐射诱导肺组织损伤的修复效果

主要研究结果

1. FlaA N/C 可显著减轻放射性肺损伤程度：FlaA N/C 干预能明显改善辐射诱导的小鼠肺组织形态结构异常，降低肺组织细胞凋亡率，抑制 IL-1β、IL-6、TNF-α 等促炎因子的释放；同时可提升体外辐射损伤 BEAS-2B 细胞的存活率，减少细胞 LDH 渗漏，缓解细胞损伤。

2. 抑制细胞焦亡是FlaA N/C 防护 RILI 的核心效应：FlaA N/C 可显著下调辐射诱导的 caspase-1 p20、GSDMD-N 等焦亡核心标志物的蛋白表达，减少焦亡相关细胞因子 IL-1β、IL-18 的成熟与分泌，阻断辐射触发的细胞焦亡进程。

3. FlaA N/C 的防护作用依赖 NAIP/NLRC4/ASC 炎症小体介导的自噬通路：FlaA N/C 通过其 D0 结构域与 NLRC4 特异性结合，促进 NAIP/NLRC4/ASC 炎症小体的组装形成；同时解除 NLRC4 对 Beclin 1 的抑制作用，激活细胞自噬通路，介导 NAIP/NLRC4/ASC 炎症小体的自噬降解，通过消耗 ASC 蛋白阻断焦亡信号的级联放大。

4. D0 结构域与 NAIP/NLRC4/ASC - 自噬通路为 FlaA N/C 发挥作用的关键：D0 结构域缺失的 ΔFlaA N/C 对 RILI 无任何防护效应；Nlrc4 基因敲除小鼠或采用自噬抑制剂（3-MA）处理的细胞 / 小鼠，均可完全逆转 FlaA N/C 对 RILI 的防护作用，证实其效应的通路依赖性。

图3：（原文 Fig.3H）WB 结果显示 FlaA N/C 下调焦亡相关蛋白（caspase-1 p20、GSDMD-N）表达

图4：（原文 Fig.4H）荧光共定位验证 NAIP/NLRC4/ASC 炎症小体与自噬标志物 LC3 的结合

结论

重组蛋白FlaA N/C 通过其D0 结构域介导NAIP/NLRC4/ASC 炎症小体的自噬降解，有效抑制辐射诱导的肺组织细胞焦亡，进而缓解放射性肺损伤的炎症反应与病理损伤，是防治 RILI 的潜在新型候选药物。X-RAD 160–225 系列辐照仪凭借精准的剂量控制、稳定的照射效果与良好的实验重复性，为 RILI 体内外模型的构建、分子机制验证及候选药物筛选提供了标准化的辐射实验条件，是本研究顺利开展的重要技术支撑。本研究揭示的 FlaA N/C 调控炎症小体自噬抑制焦亡的作用机制，也为辐射损伤的靶向干预研究提供了全新的思路与实验依据。

图5：（原文 Fig.10） FlaA N/C 调控炎症小体自噬抑制焦亡的完整路径示意图

原文出处DOI：10.1186/s12967-025-06257-0