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人类的生存环境中充满了各种各样的低剂量电离辐射,如室内氡辐射、核电辐射、临床辐射治疗、宇宙辐射和其他职业性辐射等。人体不可避免的受到这些电离辐射的影响。对各种外界的有害刺激,人体内部有一套完善的防御体系来抵制这些有害物质对身体的损伤,其中辐射诱导的适应性效应(RAR)就是人体防御体系的生动体现。RAR是一种生物防御机制,是指低剂量辐射可以增强细胞对随后高剂量照射的抵抗能力,从而降低高剂量辐射引起的损伤。目前为止,RAR的分子机制还不清楚。RAR在细胞效应上表现为细胞存活升高、而染色体畸变和凋亡下降,所以RAR的产生可能是由于DNA的损伤修复能力增强所致,但DNA损伤修复在RAR的作用一直存在争议。本研究采用具有不同DNA损伤修复能力的三株中国仓鼠卵母细胞来探讨γ-射线诱导的RAR与DNA损伤修复之间的关系,并通过研究促凋亡分子P53和抑凋亡分子NF-κB在张氏肝细胞RAR中的作用,借此来了解RAR产生过程中的细胞信号通路。第一部分:γ-射线诱导的辐射适应性效应与DNA损伤修复之间的关系目的:探讨γ-射线诱导的适应性效应及其细胞DNA损伤修复能力对辐射适应性效应的影响。方法:采用野生型的中国仓鼠卵母细胞(CHO-9)及其DNA损伤修复缺陷型细胞:EM-C11(由于XRCC1基因突变导致DNA单链断裂修复缺陷)和XR-C1(由于DNA-PKcs基因突变导致DNA双链断裂修复缺陷),首先进行低剂量(0.016Gy或0.08Gy)的初始照射,间隔一定的时间(4h或7h),再进行高剂量(1Gy)的攻击照射,然后检测细胞微核形成率和克隆形成率的变化。用跨物种半定量RT-PCR法检测野生型CHO细胞不同处理XRCC1,DNA-PKcs mRNA的表达变化。结果:当初始剂量为0.08Gy,间隔4h后再施以1Gy的攻击照射时,三株细胞只有野生型的CHO-9有辐射适应性反应产生;但当间隔时间延长到7h时,CHO-9和EM-C11均产生了辐射适应性反应。当把初始照射剂量降低为0.016Gy,间隔4h再施以1Gy的攻击照射时,三株细胞均产生了辐射适应性反应。RT-PCR结果显示CHO-9细胞经0.016Gy预处理组和直接1Gy单独照射组相比,XRCC1,DNA-PKcsmRNA的表达变化无明显差异,而0.08Gy预处理组XRCC1,DNA-PKcs mRNA的表达比直接1Gy单独照射组高。结论:辐射适应性反应不仅与初始照射剂量及间隔时间有关,而且与DNA损伤修复密切相关。第二部分:P53和NF-κB在r-射线诱导张氏肝细胞产生的辐射适应性效应中的作用目的:为了阐明促凋亡分子P53蛋白和抑凋亡分子Nuclear Factor-κB(NF-κB)蛋白两分子在RAR中的作用。方法:采用张氏肝细胞株,首先对细胞进行0.016Gy,0.08Gy,0.16Gy(剂量率为0.016Gy/min)γ-射线预照射,间隔4h,再给予2Gy/3Gy(剂量率为0.8Gy/min)的攻击照射,检测细胞的微核率;在照射前3h分别用P53和NF-κB的特异性抑制剂PFT-α(20uM)、BAY11-7082(3uM)处理细胞,来观察P53和NF-κB被抑制后对辐射适应性效应的影响;采用Western-Blot检测不同处理后细胞内P53、磷酸化P53(ser15)和核内NF-κB蛋白的表达水平。结果:只有接受0.08Gy预照射的细胞产生了RAR,而0.016Gy和0.16Gy预照射不能引起RAR。同时,P53抑制剂PFT-α处理细胞后引起细胞的辐射敏感性下降,在攻击剂量为2Gy时接受0.08Gy预照射细胞产生了无显著意义的RAR,然而攻击剂量升高到3Gy时细胞又产生了明显的RAR。而细胞受到NF-κB的抑制剂BAY11-7082处理后,无论攻击照射是2Gy还是3Gy,RAR效应均消失。Western-Blot检测发现,细胞受0.08Gy照射和大剂量攻击照射后,核内NF-κB上调,并且适应性处理组的细胞核内NF-κB水平比单独照射组高。但0.08Gy照射并不能引起细胞内P53和磷酸化P53的上调,而且接受0.08Gy预照射的细胞内磷酸化P53表达水平低于直接照射组;对于细胞内总P53蛋白水平,适应性处理组与直接照射组无明显差异。结论:RAR的产生与预照射的剂量大小密切相关,NF-κB分子在RAR的产生过程中发挥重要的作用,而P53分子与RAR的产生并无必然联系。