静止期癌细胞群的存在是肿瘤辐射抗拒性的原因之一,其增殖活性被触发后可导致癌症的复发和转移。常规放疗主要是建立在低LET的γ射线、电子束或X射线物理基础上,对静止期癌细胞的杀伤力有限。近年来,重离子治癌技术的不断发展,给克服癌细胞辐射抗拒性、提升肿瘤放射治疗治愈水平带来更多的希望。但是目前重离子克服静止期癌细胞辐射抗拒性的有效性和作用机理尚不清楚。本文以人宫颈癌HeLa细胞为研究对象,DNA损伤为切入点,首先探讨了增殖期和静止期HeLa细胞暴露在X射线和碳离子束辐照下的生物学效应。静止期HeLa细胞具有较强的辐射抗性和DNA损伤修复能力。我们发现在同等剂量条件下,静止期HeLa细胞经X射线或碳离子束辐照后,细胞活性和克隆存活率显著高于增殖期细胞,且辐照诱导产生的γ-H2AX焦点更少,同时损伤峰值后移,显示静止期细胞具有更强的辐射抗拒性。此外,静止期HeLa细胞中DNA损伤修复因子的表达也显著高于增殖期细胞,表明静止期癌细胞具有更强的DNA损伤修复能力。通过对DNA修复通路关键调控基因的表达分析,发现碳离子束辐照后,增殖期和静止期HeLa细胞的DNA损伤修复通路是有差异的,我们推测增殖期HeLa细胞主要依赖NHEJ通路,而静止期HeLa细胞主要依赖HR通路。与X射线相比,碳离子束可更有效的清除静止期HeLa细胞。对比X射线,碳离子束辐射对静止期HeLa细胞的增殖和克隆形成能力具有更强的抑制作用,表明静止期细胞对碳离子辐射更敏感。碳离子束可通过诱导复杂性DNA损伤,直接杀伤静止期HeLa细胞。两种射线引起的DNA断裂片段释放的比例（fractions of the activity released,FAR）大小依次为碳离子束/增殖期细胞＞碳离子束/静止期细胞＞X射线/增殖期细胞＞X射线/静止期细胞。同时,结果显示碳离子束辐照在每个时间点诱导的γ-H2AX和53BP1焦点均更多,且碳离子诱导的焦点持续时间更长,说明碳离子可以诱导更严重的DNA双链断裂损伤。此外,我们发现碳离子束可显著诱导静止期HeLa细胞的周期再进入,从而提高其对辐射的敏感性。在碳离子束辐照后24 h,我们可观察到静止期细胞中有明显的G2/M期阻滞。当DNA损伤过度无法修复时,机体会启动凋亡程序来清除受损的细胞。我们的结果显示,碳离子束可能通过激活细胞内部的线粒体凋亡通路来调控静止期HeLa细胞的凋亡。β-连环蛋白（β-catenin）在宫颈癌中高表达,说明β-catenin在宫颈癌的发生发展中可能具有重要作用。为了探讨Wnt/β-catenin通路是否参与调控肿瘤细胞的辐射敏感性,我们围绕碳离子束单独或协同Wnt/β-catenin通路抑制剂XAV939或Wnt/β-catenin通路激动剂HLY78对HeLa细胞辐射敏感性的影响展开了相应的研究。结果表明,Wnt信号通路抑制剂XAV939可通过促进碳离子束辐射诱导的DNA损伤、G2/M期阻滞和细胞凋亡来提高HeLa细胞的辐射敏感性;而Wnt通路激动剂HLY78可通过缓解碳离子束诱导的上述效应来保护HeLa细胞免受辐射损伤。表明经典Wnt信号通路参与调控人宫颈癌HeLa细胞的辐射敏感性,其可能是宫颈癌治疗的一个有前景的分子靶点。此外,我们进一步探讨了经典Wnt信号通路在重离子束克服静止期HeLa细胞辐射抗拒性中的作用,并分析了其可能的分子机理。首先,我们发现沉默的Wnt信号通路可能是维持静止期癌细胞休眠状态的一个必要因素。我们可以通过抑制Wnt//β-catenin通路的活化而使静止期癌细胞处于永久休眠状态,从而降低肿瘤复发和转移的可能性。其次,我们观察到抑制Wnt/β-catenin信号通路可通过缓解碳离子束诱导的DSB损伤,提高DNA损伤修复能力、维持静止深度以及抑制IR诱导的凋亡等方式提高静止期HeLa细胞对碳离子束的辐射抗性,因此我们推测经典Wnt信号通路参与了碳离子束克服静止期HeLa细胞的辐射抗拒性。综上所述,本研究通过对X射线和碳离子束辐照后增殖期HeLa细胞和静止期HeLa细胞中的生物学效应进行分析,发现碳离子束可有效清除具有辐射抗拒性的静止期癌细胞群,并且Wnt/β-catenin信号通路在碳离子束克服静止期HeLa细胞辐射抗拒性中发挥重要作用,为中晚期宫颈癌的有效治疗提供了一条新思路。