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目的：非小细胞肺癌（NSCLC）仍然是全世界范围内发病率和死亡率最高的恶性肿瘤，严重危害人类健康和生命。放射治疗是非小细胞肺癌治疗的一个重要方式。近年来，越来越多的证据表明电离辐射能够促进肿瘤细胞的侵袭和迁移，然而，其潜在的机制尚未完全了解。本研究旨在探讨电离辐射诱导的非小细胞肺癌细胞的侵袭力增加的分子机制。方法：给予H1299细胞2GyX射线照射，采用RT-PCR和Westernblot实验检测处理后HIF-1α和CXCR4mRNA和蛋白水平的改变。免疫荧光实验验证HIF-1α蛋白在核内外的定位及表达改变。利用HIF-1αsiRNA沉默其表达后，Westernblot实验检测CXCR4的表达是否被抑制，采用免疫组化对H1299裸鼠移植瘤组织和人肺癌组织中HIF-1α，CXCR4和SDF-1α的表达进行检测。通过ChIP实验检测HIF-1α与CXCR4启动子上游乏氧相关元件（HRE）的结合。H1299细胞内ROS水平通过DCFH2-DA染色进行测定。BrdU掺入实验和MTT实验用于检测H1299细胞增殖。细胞划痕实验和Transwell细胞侵袭实验检测H1299细胞侵袭迁移能力的改变。结果：2GyX射线照射后，HIF-1αmRNA水平无明显改变，蛋白水平明显上调；CXCR4的mRNA和蛋白水平均明显上调；细胞核中的HIF-1α增加。siRNA沉默HIF-1α的表达后，CXCR4蛋白表达水平亦受到明显抑制。CHIP实验证实，HIF-1α直接结合于CXCR4启动子上的乏氧相关元件（HRE），并调控其基因转录。裸鼠移植瘤组织和人肺癌组织免疫组化结果显示，HIF-1α、CXCR4和SDF-1α共表达于肿瘤组织的乏氧区域。自由基清除剂—N-乙酰-L-半胱氨酸（NAC）可抑制辐射诱导的CXCR4表达上调。此外，2GyX射线照射可促进H1299细胞的侵袭和迁移。SDF-1α及2GyX射线照射同时处理后，H1299细胞的侵袭力显著增加。SDF-1α/CXCR4特异性抑制剂AMD3100或CXCR4shRNA可以明显抑制电离辐射诱导的H1299细胞侵袭力的增加。PI3K/pAkt和MAPK/pERK1/2通路参与了辐射诱导的H1299细胞侵袭迁移过程。SDF-1α和电离辐射诱导的pAkt和pERK1/2激活可以被SDF-1α/CXCR4特异性抑制剂AMD3100或CXCR4shRNA抑制，基质金属蛋白酶MMP-2和MMP-9的表达变化与pAkt和pERK1/2一致。采用用PI3K/pAkt蛋白和MAPK/pERK1/2抑制剂LY294002和PD98059分别处理H1299细胞后，MMP-2和MMP-9表达降低，表明CXCR4通过下游Akt和ERK1/2通路激活MMPs的表达。结论：2GyX射线可诱导HIF-1α和ROS升高，上调CXCR4的表达，进而激活PI3K/pAkt和MAPK/pERK1/2通路，促进基质金属蛋白酶的表达，最终导致H1299细胞侵袭力增加。