目的:设计并合成线粒体靶向小分子的抗氧化剂并通过药理学评价筛选出辐射防护效果突出的化合物。方法:本项目包括线粒体靶向抗氧化剂的合成和活性评价部分,在化合物的合成部分本项目从两条路线出发,其一,选取迷迭香酸为天然抗氧化剂,通过线粒体靶向基团的修饰,成为线粒体靶向抗氧化剂;其二,以乙酰乙酸乙酯和烟酰胺从头合成具有线粒体靶向的二氢吡啶小分子抗氧化剂。在化合物活性评价部分,通过测定照射后细胞存活,线粒体靶向小分子抗氧化剂在细胞内的分布,单细胞凝胶电泳实验,染色体畸变和微核试验以及γ-H2AX指标评价化合物的辐射防护效果。结果:通过化学合成和相关仪器表征确定合成了 5个未报道的全新的线粒体靶向抗氧化剂。药理学结果表明,目标化合物具有低毒,防护效果良好等的一系列优势。中性红法测定细胞存活实验表明目标化合物能够显著提高照射后细胞的存活率;活性氧测定结果表明目标化合物能够有效地清除辐照后细胞中的活性氧(ROS);染色体畸变和微核实验提示目标化合物能够有效地保护人外周血淋巴细胞的遗传物质免受活性氧的损伤;单细胞凝胶电泳实验提示线粒体靶向修饰后的抗氧化剂能够更有效的保护细胞核中的DNA不受辐射产生活性氧的影响;γ-H2AX免疫荧光实验提示,照射前给予线粒体靶向抗氧化剂能够有效地阻止细胞核DNA双链断裂,与此同时,通过对目标化合物的分布测定表明,目标化合物能够有效地聚集在线粒体中发挥其药理学作用。结论:通过比较迷迭香酸和线粒体靶向迷迭香酸辐射防护效果,可以发现线粒体靶向迷迭香酸从ROS清除效果和辐射防护结果方面都优于修饰前的迷迭香酸,表明线粒体靶向抗氧化剂具有重要的研究价值,此外,通过研究体内抗氧化性物质NAD(P)H 的母核结构设计并合成了 Mito-DH1、Mito-DH2、Mito-DH3 和 Mito-N 四个化合物并通过核磁共振和质谱确定相关结构,通过体外辐射防护研究,表明设计的化合物对细胞的毒性不仅在可接受范围,而且具有优异的辐射防护效果,各种试验指标表明这一系列化合物能通过清除辐照产生的ROS而够有效地保护CHO-K1或者Hela细胞的遗传物质完整性。