肿瘤放疗敏感性下降及放疗相关毒副反应是限制放疗疗效的关键因素。甘肃中医药大学刘永琦教授、张利英教授与甘肃省医学科学研究院苏海翔研究员团队基于中医“健脾益气化瘀”理论，创新性提出肿瘤放疗增效减毒新策略，并运用体内外实验及多学科交叉技术，首次系统阐明了健脾益气化瘀法在肿瘤放疗增效减毒作用中的科学内涵。相关研究成果分别于2022年和2025年发表于Phytomedicine期刊。该研究是中医药理论指导肿瘤放疗增效减毒的典型案例，为开发新型放疗增敏剂和防护剂提供了新思路与方法。

研究一：健脾益气化瘀法在肿瘤放疗增效作用中的研究——归芪白术方通过抑制HIF-1α/DNA-PKcs轴介导的DNA损伤修复提高非小细胞肺癌的放疗敏感性

【摘要】

背景：放疗是非小细胞肺癌（NSCLC）的主要治疗手段之一，而放射敏感性是决定其疗效的关键因素。因此，增强放射敏感性对提高非小细胞肺癌（NSCLC）的临床疗效具有重要意义。 

目的：本研究旨在探讨归芪白术方（GQBZD）对NSCLC的放射增敏效应及其机制，以及缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）/DNA依赖蛋白激酶催化亚基（DNA-PKcs）轴介导的DNA非同源末端连接（NHEJ）修复在NSCLC放疗中的作用。 

实验设计：体内实验模型为C57BL/6小鼠的Lewis皮下移植瘤模型，体外实验模型为A549、H1299和H460细胞。 

方法：体内实验中，成功建立Lewis皮下移植瘤模型后，采用4 Gy X射线局部照射肿瘤，并于照射后第2天开始灌胃给予10.465 g/kg GQBZD，给药10天。通过HE染色观察肿瘤组织形态学变化，免疫组化检测肿瘤组织Ki67表达，Tunel染色检测肿瘤细胞凋亡。体外实验中，对多种NSCLC细胞（A549、H1299和H460）进行2 Gy X射线照射后，分别用含5%、10%和20% GQBZD血清干预24小时。同时，通过慢病毒转染构建稳定敲低和过表达HIF-1α的A549细胞系。采用CCK-8和克隆形成实验检测细胞增殖，流式细胞术检测细胞凋亡与周期。结合网络药理学和转录组学分析GQBZD影响NSCLC放疗的关键靶点和通路，并通过免疫荧光和Western blot进一步验证。

结果：体内实验证实，GQBZD联合照射可抑制Lewis皮下移植瘤生长，降低Ki67表达并促进肿瘤细胞凋亡。体外实验表明，GQBZD联合照射抑制多种NSCLC细胞增殖，促进细胞凋亡和G2/M期阻滞，诱导NSCLC细胞中γ-H2AX的表达，表现出良好的放射增敏效应。机制上，GQBZD主要通过HIF-1α信号通路发挥对NSCLC的放射增敏作用。在放射条件下，HIF-1α与DNA-PKcs表达呈正相关，且HIF-1α对DNA-PKcs具有调控作用，促进DNA-PKcs依赖的NHEJ修复。此外，GQBZD联合照射可下调NSCLC细胞中HIF-1α、DNA-PKcs及NHEJ修复相关蛋白表达，同时逆转过表达HIF-1α的A549细胞中上述蛋白表达，从而增强NSCLC的放射敏感性。 

结论：本研究深入探讨了GQBZD的放射增敏效应，为中医药在肿瘤放射增敏领域的研究提供了重要实验依据，并在前期研究基础上进一步拓展了GQBZD的作用机制。

【研究结果】

一、归芪白术方对肺癌辐射增敏的效应验证

二、归芪白术方对NSCLC辐射增敏的潜在分子机制挖掘与验证

三、电离辐射导致NSCLC放疗敏感性降低的生物学机制

四、归芪白术方通过抑制HIF-1α介导的DNA NHEJ修复提高NSCLC放疗敏感性的机制

【结论与讨论】

  本研究揭示了HIF-1α可以调控DNA-PKcs的表达，进而可能调控DNA-PKcs依赖性的DNA非同源末端连接修复，降低NSCLC对放疗的敏感性；中药复方归芪白术方可能通过抑制HIF-1α/DNA-PKcs轴介导的DNA非同源末端连接修复有效提高NSCLC对放疗的敏感性。该研究结果在理论上丰富了与NSCLC放疗敏感性相关的机制，在实践上为中药在肿瘤放射治疗增敏领域的应用开发提供了重要实验研究依据。

研究二：健脾益气化瘀法在肿瘤放疗减毒作用中的研究——归芪白术方通过调节HIF-1α、AQP4和Na⁺/K⁺-ATPase在辐射诱导肠水肿中的潜在分子机制

【摘要】

背景：归芪白术方（GQBZD）对辐射诱导肠水肿（RIIE）具有良好的保护作用，但其潜在分子机制尚需进一步阐明。 

目的：揭示RIIE及GQBZD治疗的潜在机制。 

方法：采用6Gy X射线照射SD大鼠建立RIIE模型。观察大鼠一般状态；检测结肠组织干湿重比；HE染色观察结肠组织形态学变化；激光共聚焦显微镜检测结肠组织中ROS、HIF-1α和AQP4表达；蛋白质印迹法检测水肿相关蛋白表达。此外，采用2Gy X射线照射人结肠上皮细胞（NCM460），通过siRNA转染敲低NCM460细胞中HIF-1α表达；ELISA检测Na⁺/K⁺-ATPase活性；流式细胞术检测ROS表达；激光共聚焦显微镜检测AQP4表达；蛋白质印迹法检测水肿相关蛋白表达。 

结果：研究发现，电离辐射（IR）诱导的大鼠结肠组织呈现显著水肿病理特征，主要表现为黏膜及黏膜下层水肿，超微结构表现为细胞核和线粒体结构损伤。ROS、HIF-1α和AQP4表达显著升高，而Na⁺/K⁺-ATPase表达/活性降低。GQBZD干预后，大鼠结肠组织水肿改善，ROS、HIF-1α和AQP4表达降低，Na⁺/K⁺-ATPase表达/活性升高。 

结论：电离辐射可引发显著肠道水肿，AQP4和Na⁺/K⁺-ATPase是RIIE的关键调控因子，其表达受ROS和HIF-1α调控。GQBZD可通过改善缺氧和氧化应激状态，调节AQP4和Na⁺/K⁺-ATPase的表达，从而实现对RIIE的保护作用，本研究首次揭示了RIIE的发生机制。

【研究结果】

一、辐射导致肠水肿现象的发生及可能机制探讨

二、辐射导致肠水肿的机制验证

三、归芪白术方对放射性肠水肿的防护作用

【结论与讨论】

    本研究发现了X射线辐射之后会出现明显的肠水肿现象且证实了放射性肠水肿的发生机制以及归芪白术方的保护作用。HIF-1α、AQP4和Na⁺/K⁺-ATPase是X射线辐射引起肠水肿的关键因子，其机制是辐射后产生的ROS通过激活HIF-1α，一方面促进AQP4高表达，加速水进入细胞；另一方面下调Na⁺/K⁺-ATPase的活性，减少水的外排，两者共同作用导致肠水肿发生。归芪白术方对放射性肠水肿有良好的保护作用，其作用机制可能是通过抑制ROS的表达，进而抑制下游信号分子HIF-1α、AQP4和促进Na⁺/K⁺-ATPase的表达，改善氧化应激和缺氧，从而发挥对放射性肠水肿的保护作用。因此，这项工作为放射性肠水肿的治疗以及抗水肿药物的研发提供了有希望的途径。 

【总结】

    研究一证实，归芪白术方联合放射治疗可显著抑制非小细胞肺癌（NSCLC）移植瘤生长及体外肺癌细胞增殖，并通过诱导肿瘤细胞凋亡发挥显著的放射增敏作用。该研究从分子层面阐释了健脾益气化瘀法增强肿瘤放射敏感性的作用机制。研究二则首次系统揭示了归芪白术方通过调控肠道微环境减轻放射性肠损伤的防护机制，为放疗所致正常组织损伤的防护提供了新策略。本系列研究从“增效”与“减毒”两个维度，完整构建了健脾益气化瘀理论指导肿瘤放射治疗的现代科学依据，不仅为中医药增效减毒理论提供了实验佐证，更为新型放疗增敏剂和放射防护剂的研发开辟了创新路径。