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辐射暴露会造成多种组织和细胞不同程度的损伤。放射性心脏病（Radiation-induced heart disease,RIHD）和放射性肺损伤（Radiation induced lung injury,RILI）是胸部肿瘤患者接受放射治疗后较为常见的并发症,目前对于这两种疾病的防治尚缺乏有效的方法,多数患者预后不良,生存质量差。骨髓造血系统由于其放射敏感性,也容易发生辐射损伤。本研究基于γ射线导致的心肌细胞损伤、小鼠肺组织和骨髓细胞损伤,在体内外实验中建立不同的放射损伤模型,并采取基因干预、干细胞注射和微囊泡干预等方法,探讨多种干预措施对放射损伤的保护作用及潜在机制,共分为以下三个部分。第一部分:目的 探讨γ射线导致心肌细胞坏死性凋亡及线粒体损伤的机制,以期为放射性心脏损伤防治寻找到新的可能的干预靶点。方法 使用60oγ射线对人和大鼠的心肌细胞（iPSC-CMs和H9C2）进行不同剂量的照射处理。使用免疫印迹法（Western blotting）和实时定量PCR（qPCR）法检测心肌细胞坏死性凋亡及线粒体损伤相关标志物表达水平;用流式细胞术和激光共聚焦检测心肌细胞氧化应激和线粒体损伤情况。结果γ射线照射后,诱导多能干细胞来源心肌细胞（iPSC-CMs）坏死性凋亡蛋白RIP1和RIP3表达水平升高,细胞氧化应激ROS水平增加,线粒体膜电位降低、线粒体膜通道孔（mPTP）开放增加;RIP1和ROS抑制剂处理,降低了受照iPSC-CMs细胞ROS水平,维持线粒体正常膜电位和膜通道孔通透性;γ射线还导致iPSC-CMs细胞PTPMT1表达水平下降,线粒体代谢和分裂相关蛋白AMPK、DRP1、MFF表达异常;抑制PTPMT1的表达可导致iPSC-CMs和H9C2细胞ROS水平增加,线粒体膜电位降低、线粒体膜通道孔开放;过表达PTPMT1可降低受照射H9C2细胞氧化应激水平的升高,抑制线粒体膜电位的下降和线粒体膜通道孔的开放。结论 γ射线可导致iPSC-CMs发生坏死性凋亡、氧化应激和线粒体损伤;RIP1和ROS抑制剂对细胞的辐射损伤具有保护作用;照射导致iPSC-CMs线粒体功能紊乱,相关蛋白表达异常;PTPMT1可能参与辐射所致心肌细胞的氧化应激、线粒体损伤和坏死性凋亡过程。第二部分:目的探讨Decorin修饰的间充质干细胞（MSCs）干预放射性肺损伤的疗效及机制。方法使用20Gy 60Coγ射线对C57BL/6小鼠进行胸部局部照射,尾静脉注射MSCs进行干预。使用HE和Masson染色观察放射性肺损伤（Radiation-induced lung injury,RILI）小鼠肺组织结构及形态;使用免疫组化和酶联免疫吸附试验（ELISA）检测肺组织损伤标志物;使用流式细胞术检测小鼠调节性T细胞（Treg）细胞的变化;利用多重免疫荧光的方法研究肺组织局部免疫微环境的改变。结果MSCs的干预可抑制小鼠肺组织早期炎症改变和晚期胶原纤维的沉积;可降低肺泡灌洗液中白蛋白（ALB）和碱性磷酸酶（ALP）的渗出,降低肺组织中氧化应激和缺氧标志物8-羟氧脱氧鸟苷（8-OHdG）和碳脱水酶9（CA-9）的表达,抑制细胞凋亡标志物caspase3的表达;MSCs可靶向调控Treg,降低脾脏中Treg细胞比例,并降低肺组织局部M1/M2型巨噬细胞和Th1/Th2/Th17淋巴细胞的比例。Decorin基因修饰能够增强MSCs的干预作用。结论MSCs通过抑制细胞凋亡,维持肺泡血管壁正常通透性,降低肺组织氧化应激和缺氧水平,减轻放射造成的小鼠肺损伤,维持肺组织正常结构;MSCs可调节肺脏局部及全身免疫反应而抑制炎症及纤维化进程;Decorin基因修饰能够增强MSCs的干预作用。第三部分:目的探讨牙髓间充质干细胞（DPSC）来源的胞外囊泡（EVs）对照射导致的骨髓细胞凋亡的保护作用及机制。方法使用60COγ射线对小鼠骨髓细胞FDC-P1进行不同剂量的照射处理。使用流式细胞术检测FDC-P1细胞凋亡水平,使用Western blotting检测FDC-P1细胞凋亡标志物表达,使用超速离心法分离EVs,并通过WesternBlot和纳米颗粒跟踪分析技术（Nanoparticle Tracking Analysis,NTA）进行鉴定;qPCR检测骨髓细胞miRNA表达水平;用miRNA抑制剂和模拟物敲低或过表达靶miRNA。结果FDC-P1照射后,凋亡细胞比例显著增加,细胞中cleaved caspase3和cleaved PARP的相对表达水平均显著升高;经牙髓干细胞来源的胞外囊泡（DPSC-EVs）处理后,细胞凋亡比例明显降低,cleaved caspase3和cleaved PARP的相对表达水平显著低于照射组;DPSC-EVs干预组中miR-100-5p表达水平显著提高;敲低miR-100-5p的细胞经2Gy照射并加入DPSC-EVs后,细胞凋亡比例显著升高;过表达miR-100-5p的细胞经2Gy照射后,细胞凋亡水平明显降低。结论γ射线导致小鼠骨髓细胞FDC-P1发生凋亡,DPSC-EVs的处理能显著降低细胞凋亡水平,其可能是通过上调FDC-P1细胞中miR-100-5p的表达水平,来发挥抗凋亡的保护作用。