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辐射旁效应是辐射生物效应研究领域的“热点”问题之一。辐射旁效应扩大了辐射的生物作用范围，其发现和研究结果“挑战”了传统的辐射防护理论。辐射旁效应不仅造成低剂量暴露下的高健康风险，还与放射治疗后辐射区域外的原发性“二次癌症”发生紧密相关。虽然旁效应的机理研究已经开展了二十余年，但其具体机理目前仍不十分清楚。 细胞质是辐射旁效应产生的重要靶位点。以往的研究推测，细胞质受到辐射，仍可能需要通过细胞核才能引发旁效应。因为缺乏直接证据，无法证实此猜测。针对该问题，本论文探讨细胞质辐射引发的旁效应中，细胞核是否必需，以及相关的可能机理。 借助质子微束辐射装置，精确辐射人非小细胞肺癌A549细胞的胞质体(2或20个质子)，旁细胞微核率显著上升至本底水平的1.72±0.19倍（2个质子）和1.83±0.63倍（20个质子），线粒体膜电位亦显著下降，且与精确辐射（完整细胞的）细胞质部分（2或20个质子）诱导的旁效应在强度上无显著差异。该结果说明在细胞质辐射引发的旁效应中，细胞核是非必需的。 机理研究中，借助插入式共培养旁效应研究模型，发现X射线(9Gy)辐射可显著导致细胞质中Akt和mTOR蛋白的快速磷酸化（激活）;利用Akt或mTOR特异性抑制剂处理直接辐射细胞，均显著抑制了X射线(9Gy)辐射诱导的旁效应产生。该结果说明Akt/mTOR信号通路在辐射旁效应信号产生中起到重要作用。 借助质子微束辐射装置，本研究进一步证实精确辐射胞质体（20个质子）可导致Akt和mTOR蛋白的快速磷酸化（激活）;利用Akt或mTOR特异性抑制剂处理受辐射胞质体，均显著抑制了旁效应产生。该结果说明，在非细胞核依赖型的旁效应信号产生中，Akt/mTOR信号通路起到重要作用。 细胞色素c在旁效应信号传递中起到重要作用。分别借助插入式共培养旁效应研究模型和质子微束辐射装置，加入细胞色素c抗体处理均显著抑制了旁效应产生，提示细胞色素c在辐射旁效应过程中发挥作用;加入外源性细胞色素c蛋白处理细胞，可模拟与辐射旁效应相类似的现象（微核率升高、线粒体膜电位下降），间接证明细胞色素c可能充当细胞间信号分子。借助质子微束辐射装置，精确辐射MEF（cyt c+/+）和MEF(cyt c-/-)细胞的细胞质部分，发现辐射MEF(cyt c-/-)细胞质未引起旁效应发生，进一步揭示了细胞色素c在细胞质辐射旁效应信号产生中的重要作用。