高能重离子和模拟微重力对细胞基因组稳定性效应的研究

在空间辐射的风险评估和防护策略中，高能重离子辐射的生物学效应尤其令人关注。地面进行高能重离子研究需依托重离子加速器,高能重离子能使细胞产生密集的集簇DNA损伤,是最难以修复的DNA损伤。集簇DNA损伤相关信息特别是其分子机制目前知之甚少。微重力是空间环境的另一个特殊因素。地基模拟微重力研究发现,微重力会影响细胞多种生物学效应, 但其与高能重离子辐射的协同效应还没有相关报导。Rad9广泛参与了各类DNA损伤修复途经及细胞周期调控, 对维持细胞基因组稳定性有重要作用, Rad9在高能重离子引起的DNA损伤应答中可能起重要作用。. 我们拟依托近代物理研究所的重离子加速器装置, 研究高能重离子和模拟微重力对细胞基因组稳定性的影响以及二者对基因组稳定性的综合效应； 并利用mRad9+/+和mRad9-/-小鼠胚胎干细胞为模型, 初步探讨集簇DNA损伤应答机理。

空间辐射和模拟微重力是空间环境两个特殊因素。辐射能导致细胞DNA损伤，空间辐射中以高能重离子辐射的生物学效应最为重要。地基模拟微重力研究发现,微重力会影响细胞多种生物学效应,但其对细胞DNA损伤的影响及其与辐射的协同效应人们还知之甚少。Rad9广泛参与了各类DNA损伤修复途经及细胞周期调控, 对维持细胞基因组稳定性有重要作用。本研究中，我们利用mRad9+/+和mRad9-/-小鼠胚胎干细胞为模型,研究了模拟微重力，常规/高能重离子辐射，常规/高能重离子辐射结合模拟微重力对细胞基因组稳定性的影响。.本研究的主要进展包括：1）使用DNA损伤修复缺陷的细胞模型，证明了模拟微重力是一种弱的DNA损伤因素。2）首次提供了直接的证据证明模拟微重力导致的氧自由基产生的增加与模拟微重力导致的DNA损伤之间的相关性。3）系统研究了Rad9-Rad1-Hus1复合体成员对辐射的响应规律，发现没有辐照时，Rad9， Rad1和Hus1的表达在不同小鼠组织中都有很好的相关性，但这三个基因对辐照的响应各不相同。 4）首次系统研究了模拟微重力前处理及后处理对辐射导致的DNA损伤修复的影响，发现模拟微重力后处理会延缓细胞辐射后DNA损伤修复，但模拟微重力前处理反而会促进野生型细胞辐射后DNA损伤修复。