【摘 要】
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随着电离辐射在各个领域的广泛应用,放射性损伤越来越受到关注。放射性脑损伤是放射治疗导致的严重并发症,其损伤的分子机制和治疗策略仍有待进一步探究。近年来,超高剂量率脉冲辐射因兼具肿瘤杀伤力和正常组织保护作用（FLASH效应）而备受关注,但其产生FLASH效应的关键物理参数和生物学效应机制尚不清楚。本研究针对瞬时剂量率这一关键参数,检测超高瞬时剂量率脉冲X射线与常规剂量率60Coγ射线照射后小鼠在整体
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随着电离辐射在各个领域的广泛应用,放射性损伤越来越受到关注。放射性脑损伤是放射治疗导致的严重并发症,其损伤的分子机制和治疗策略仍有待进一步探究。近年来,超高剂量率脉冲辐射因兼具肿瘤杀伤力和正常组织保护作用（FLASH效应）而备受关注,但其产生FLASH效应的关键物理参数和生物学效应机制尚不清楚。本研究针对瞬时剂量率这一关键参数,检测超高瞬时剂量率脉冲X射线与常规剂量率60Coγ射线照射后小鼠在整体行为、脑组织结构、小胶质细胞功能以及分子表达水平的变化规律,研究两种射线致脑损伤的作用规律及机制差异,为超高剂量率脉冲X射线的生物效应机制解释和临床应用提供基础数据,也为电离辐射损伤防护提供理论和实验依据。材料方法:建立相同剂量和平均剂量率下两种电离辐射（4 Gy和7 Gy）全身暴露的小鼠损伤模型;通过一系列行为学实验（水迷宫、旷场、高架十字迷宫和悬尾实验）初步探讨两种电离辐射对雄性C57BL/6小鼠学习记忆和情绪的影响差异;通过病理学实验（HE、Nissl和Tunel染色实验）、免疫荧光和实时荧光定量PCR实验探究小鼠海马组织结构以及小胶质细胞数量和极化模式的变化差异;通过转录组和蛋白质组探究两种电离辐射对小鼠海马组织在分子水平产生的损伤规律和差异;并采用以上方法对60Coγ射线全身照射后的小鼠进行短期持续观察。结果:（1）行为学实验结果表明:7 Gy脉冲X射线和60Coγ射线全身照射后均会诱导小鼠空间学习记忆能力障碍并出现抑郁样行为,但不会诱发焦虑样行为,且脉冲X射线照射后小鼠出现认知障碍和情绪行为的时间更晚。（2）病理学实验表明:相同剂量和平均剂量率条件下,两种电离辐射全身照射后均会造成小鼠海马区神经细胞结构损伤和小胶质细胞数量增加。7 Gy 60Coγ射线照射后6 m小胶质细胞主要激活为M2型。（3）转录组和蛋白质组结果表明:脉冲X射线照射后8 m和60Coγ射线照射后6 m差异基因和蛋白表达规律不同,M1和M2型小胶质细胞以及少突胶质细胞和其前体细胞标志基因均出现差异表达。（4）通过对60Coγ射线全身照射后小鼠的短期持续观察,发现4 Gy和7 Gy 60Coγ射线全身照射可在短期内损伤小鼠海马神经细胞结构,增加海马小胶质细胞数量,并以M1/M2型混合模式存在。结论:相同剂量和平均剂量率的超高瞬时剂量率脉冲X射线与常规剂量率60Coγ射线对C57BL/6小鼠进行4 Gy和7 Gy全身照射后,均可导致小鼠脑组织结构和功能的损伤,但脉冲X射线损伤更轻,小胶质细胞激活的不同可能是造成两种射线损伤差异的原因之一。
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