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核技术广泛运用在工业、科研和医疗等方面,在促进社会经济发展的同时对人类的健康也造成了危害。目前,大多数辐射防护剂具有一定的毒副作用,人类不得不寻找既安全又能抗辐射的药物。我们前期开展了方格星虫多糖（Sipunculus nudus polysaccharide,SNP）抗辐射的动物药效学实验,结果发现SNP对电离辐射诱导的小鼠造血和免疫系统等损伤均具有保护作用。为探索SNP的防护作用机制,本实验在以往的基础上,在体外细胞水平开展了研究。具体研究内容和获得的结果如下:1.SNP的提取与制备:从广西北海购买晒干的方格星虫,切段、捣碎,以10%的NaOH碱解,用三氯乙酸脱蛋白,获得粗多糖;用0.1 mg/mL的葡萄糖做标准溶液,于紫外分光光度计490nm的波长处测定吸光度值,绘制标准曲线,于相同波长条件下测定1 mg/mL方格星虫粗多糖的吸光度值,经计算SNP的多糖含量为60%。2.HUVEC和HIEC细胞辐射损伤模型的建立:选取正常人脐静脉内皮细胞和人肠上皮细胞作为137Csγ射线电离辐射损伤效应模型,HUVEC细胞给予0-10 Gy照射,HIEC细胞给予0-20 Gy照射,照射后采用CCK-8法检测细胞存活率;2 Gy、4 Gy、6 Gy、8 Gy和10 Gy照射后,HUVEC细胞存活率显著下降,分别为87.94%、84.69%、70.25%、65.74%和54.78%;经2 Gy、4 Gy、6 Gy、8 Gy、10 Gy、15 Gy、20 Gy照射后,HIEC存活率分别为80.39%、76.23%、70.55%、70.82%、66.49%、54.66%和53.12%,与正常对照组相比,差异具有统计学意义（p<0.05,p<0.01）;且细胞存活率均与辐照剂量呈负相关。根据实验结果,结合相关文献报道,分别选择8 Gy和10 Gy作为HUVEC和HIEC细胞辐射损伤的造模剂量。3.SNP对HUVEC和HIEC辐射防护作用的研究:（1）SNP对细胞的毒性实验结果表明,与DMSO阳性对照组相比,SNP在实验浓度范围内（HUVEC细胞SNP终浓度分别为0.5,1,5,10,50,100,200,500?g/mL,HIEC细胞SNP终浓度分别为1、10、50、100、200、500、1 000μg/mL）,对细胞无毒性作用;（2）分别以8 Gy和10 Gy 137Csγ射线对HUVEC和HIEC细胞进行一次性照射,研究不同浓度的SNP对受照细胞增殖的影响情况,结果显示,一定浓度的SNP预处理能改善照射对细胞增殖的抑制作用;（3）采用Giemsa染色观察细胞的克隆形成率,结果显示,与辐照模型组相比,SNP预处理可有效改善照射后细胞的克隆形成能力;（4）采用Hoechst33342/PI双染法结合显微镜下观察细胞凋亡时发现,HUVEC和HIEC细胞的模型组凋亡细胞均较正常对照组增多,SNP预处理后,凋亡细胞均较辐照模型组减少;采用Annexin V/PI染色流式细胞仪定量检测细胞凋亡率时发现,8 Gy照射HUVEC细胞后,其凋亡率显著上升（由1.02%上升至15.6%）,而SNP预处理组的辐照细胞凋亡率显著下降至6.8%（P<0.01）,HIEC经10 Gy照射后细胞凋亡率显著上升（由2.12%上升至14.37%）,而经SNP预处理后的辐照细胞凋亡率显著下降至7.18%（p<0.01）;（5）采用DCFH-DA探针法结合流式细胞术,检测HUVEC和HIEC细胞各组样品中ROS生成水平,结果发现,照射后HUVEC细胞中ROS mean值由32.63?104增加到47.10?104（p<0.01）,经SNP预处理后,细胞内ROS mean值降至41.77?104（p<0.05）;HIEC细胞经照射后,其ROS mean值由4.76?104增加到16.69?104,（p<0.01）,SNP预处理后,细胞内ROS mean值降至9.81?104（p<0.01）。（6）采用试剂盒检测HUVEC和HIEC细胞各组样品中抗氧化酶（SOD、CAT、GST、GSH-Px）活性、脂质过氧化物（MDA）和DNA氧化损伤产物—8-羟基脱氧鸟苷（8-OHdG）含量,结果发现,与正常对照组相比,辐照模型组SOD、CAT、GST、GSH-Px活性降低,MDA和8-OHdG含量升高,SNP预处理后细胞中SOD、CAT、GST、GSH-Px活性较辐照模型组增加,MDA和8-OHdG含量较之下降。4.SNP对HUVEC和HIEC辐射防护作用机理的研究:采用流式细胞术对HUVEC和HIEC细胞中DNA双链断裂的标志物γ-H2AX进行检测,发现细胞照射后2、4、8 h,辐照模型组中γ-H2AX均升高,SNP预处理的细胞中γ-H2AX均较辐照模型组低（p<0.05,p<0.01）;采用RT-PCR检测hOGG1和RAD51基因表达时发现,辐照模型组中hOGG1和RAD51的mRNA表达均下调,SNP预处理则显著上调了hOGG1和RAD51的表达。综上,SNP预处理可促进受照细胞增殖和克隆形成,抑制细胞凋亡,能保护抗氧化酶活性,降低MDA和8-OHdG含量含量,减少DNA双链断裂,上调hOGG1和RAD51的表达。结果提示,SNP具有良好的抗辐射作用,其主要作用机制是通过清除自由基、减轻辐射对细胞DNA的氧化损伤、促进DNA修复、减少细胞凋亡,发挥辐射保护作用。