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目的:探讨单次大剂量照射下剂量率变化对Anip973肺腺癌细胞系生物学效应的影响。方法:采用Anip973肺腺癌细胞系体外培养,应用6MV—X线,通过调整照射时间(根据照射时间长短分为急速照射、延长照射时间17min、35min、76min)改变剂量率,对体外培养细胞分别给予10Gy、20Gy单次大剂量照射。光镜观察照射后不同时间点的细胞形态学变化;克隆形成分析法检测细胞照射后的存活分数,并绘制柱状图;收集照射后不同时间点的细胞,流式细胞术定量检测细胞凋亡及周期变化;“彗星”分析法定量检测细胞照射后即刻的初始DNA损伤;透视电镜观察细胞照射后24h的形态学变化及死亡方式。应用SPSS13.0软件进行统计学分析。结果:1、细胞形态:与空白对照组相比,照射后各组Anip973细胞体积增大;2、存活分数:10Gy剂量组细胞的存活分数随照射时间的延长而递增,柱状图呈阶梯状,延长照射时间76min组细胞的存活分数明显高于其它三组,与急速照射组、延长照射时间17min、35min组有统计学意义(P=0.000,0.012,0.013)。20Gy剂量组未见克隆形成;3、细胞凋亡率:10Gy剂量组的急速照射组、17min、35min、76min组在照射后24h时,76min组的细胞凋亡率高于其他三组;照射后72h,随剂量率降低凋亡率呈下降趋势;20Gy剂量组的急速照射组、17min、35min在观察时间24h、48h、72h时其凋亡率无明显的上升或下降趋势,而延长照射时间76min的凋亡率随观察时间的延长呈上升趋势;4、细胞周期变化:X线照射主要引起该细胞系G2/M期阻滞,10Gy剂量组的急速照射组、17min持续阻滞在G2/M期;35min的G2/M期阻滞峰在72h时仍继续增高;76min的G2/M期阻滞峰出现在48h,在观察时间为72h时有所减缓;20Gy剂量组的急速照射组G2/M期阻滞峰在72h时达到顶点(几乎达到100%),而延长照射时间17min、35min、76min组的G2/M期阻滞峰在48h,在观察时间72h时都有所减缓;5、Comet分析法定量检测细胞DNA损伤,结果表明细胞DNA损伤程度随照射时间的延长而减轻,但在相同时间下完成照射的20Gy剂量组DNA损伤比10Gy剂量组的严重;6、透视电镜观察细胞在高剂量X射线照射下的死亡方式:与空白对照组相比,X线照射后细胞体积增大,核仁增大,核仁边集,部分细胞表面特化结构消失,见不到微绒毛结构,胞质内可见少量带粗面内质网呈扩张状态,经胞膜与外界相通。可见凋亡细胞特征,全组未见细胞的胀亡性坏死。但连续给予细胞两次20Gy打击,可见细胞胀亡性改变。结论:1、单次大剂量照射后细胞体积增大;2、凋亡是低剂量率照射细胞死亡的主要途径,亚致死性损伤修复是细胞在低剂量率照射时的重要修复机制;3、X线照射主要引起该细胞系G2/M期阻滞,符合传统放射生物学概念,随着相对剂量率增高,G2/M期阻滞时间越长,提示照射后残留的未被修复的DNA越多;4、单次大剂量照射条件下,剂量率降低,细胞放射生物学效应下降;5、透视电镜观察细胞在单次大剂量改变相对剂量率照射下的死亡方式:24h时以凋亡性死亡为主,未观察到细胞的胀亡性坏死。但连续给予细胞两次20Gy打击,可见细胞胀亡性改变。