目的:癌症已经成为人类健康事业的重要障碍,也是提高预期寿命的主要障碍。我国居民患恶性肿瘤的概率仍表现出不断增高的趋势,癌症已成为我国居民的第二死因。因此,当前肿瘤方面的研究应该注重于增强各种治疗方法的预期效果,以提高肿瘤治愈率,并努力降低患者死亡率。放射治疗（Radiation therapy,RT）普遍用于各种类型的人类癌症,但因为对正常组织造成的毒性一直受到限制。近年来FLASH放疗因为其对正常组织的保护作用而备受关注,但是之前的研究一直停留在组织保护层面,细胞层面的杀伤作用研究较少,因此本论文将研究FLASH辐照在细胞层面的杀伤效应。同时目前放射治疗的重点是在直接对肿瘤细胞进行杀伤,从而抑制癌细胞增殖以促进肿瘤的消融。但研究发现放疗除了直接诱导肿瘤细胞DNA损伤外,还对肿瘤具有全身性的免疫作用。然而,这种效应在临床实践中仅在极少数情况下才会发生,而且其背后的机制没有被完全理解,。因此,本研究将研究辐射诱导肿瘤细胞损伤及引发的免疫效应。方法:本课题首先使用超快激光粒子以～10-40 Gy的剂量和＞10~9 Gy/s的剂量率对正常小鼠成纤维细胞进行FLASH辐照,通过凋亡坏死试剂盒来检测细胞的凋亡坏死比例,以比较低氧和常氧条件下FLASH质子辐照对细胞的杀伤效果;同时为检测细胞色素c对于细胞辐射抗性的影响,使用质粒构建出的cyt c–/–细胞,通过使用凋亡坏死试剂盒来比较cyt c+/+与cyt c–/–两种细胞受FLASH辐射后的存活率和凋亡坏死比例。同时为了研究辐射对免疫的作用,首先使用萤火虫荧光素酶标记的小鼠乳腺癌细胞4T1-luc,接受剂量为20、25、105 Gy的高剂量FLASH辐照,;将辐射后的乳腺癌细胞对BALB/C小鼠进行右侧皮下注射,再用未经过处理的癌细胞从小鼠左侧皮下注射,比较成瘤结果。为了检测辐射对于诱导细胞免疫原性的影响,使用20 Gy的传统γ射线辐照小鼠乳腺癌4T1-luc细胞,使用ATP检测试剂盒检测辐照后不同时间段ATP的含量。为了检测注射辐照细胞后机体免疫系统发生变化的决定机制,预先使用辐照后细胞注射正常BALB/C小鼠和T细胞缺陷的BALB/C裸鼠,比较成瘤结果,并使用流式细胞术和ELISA试剂盒检测相关因子。为了检测注射辐照细胞后机体免疫系统发生变化的关键细胞因子,使用预先注射抗体以阻断干扰素IFN的BALB/C小鼠,并在小鼠右侧皮下接种辐照后细胞,再在左侧接种未处理过的癌细胞,比较其成瘤结果。结果:凋亡坏死检测实验显示,与常氧条件下的辐照组相比,低氧条件下辐照后的细胞在高剂量和低剂量照射后的12小时均显示出显著较低的晚期凋亡和坏死水平。与未辐照的对照组细胞相比,在低氧和常氧条件下,辐照后正常成纤维细胞的相对早期凋亡水平均随时间增加,低氧下细胞的凋亡水平低于常氧下。而比较辐照后的cyt c+/+和cyt c–/–细胞结果发现,cyt c–/–细胞的凋亡水平明显低于cyt c+/+细胞。表明低氧条件和线粒体功能障碍可以增强正常成纤维细胞的辐射抗性。动物实验结果显示,注射高剂量辐照后细胞的小鼠可以免疫相同癌细胞攻击,而注射高剂量辐照后细胞的裸鼠却依旧成瘤;同时和未注射辐照后细胞的对照组相比,注射高剂量辐照后细胞的小鼠T细胞的占比较高,干扰素（IFN）含量也较高。细胞实验结果显示,和未接受辐照的对照组相比,接受高剂量辐射后的细胞在0h、6h、24h、48h的时间点均表现出更高的凋亡坏死比例,同时表现出更高的三磷酸腺苷（ATP）水平。结论:研究结果显示,低氧条件下和细胞色素c缺失时细胞的凋亡和坏死水平明显下降,表明低氧条件和线粒体功能障碍可以增强正常成纤维细胞的辐射抗性。对小鼠预先皮下接种高剂量辐照后癌细胞可以免疫相同癌细胞的攻击,IFN分泌增加,无免疫功能的裸鼠则未出现免疫反应。结果表明皮下接种高剂量辐照后癌细胞可以提升小鼠的免疫功能以免疫相同肿瘤细胞的攻击,同时这又是由免疫系统决定的。