目的 在战时受到核武器袭击的人群、平时核辐射事故及因头颈部恶性肿瘤而接受放射治疗的病人,其神经系统都受到不同程度的辐射损伤。以往在急性放射病病人的临床救治中,多以保护或促进病人造血、消化及免疫功能的恢复作为治疗的重点,对于促进神经系统损伤的修复则较少顾及,而有关神经系统辐射损伤相关机制的研究报道则更少。本研究初步观察了PC12细胞经不同剂量γ射线照射后的生长、周期和分化效应,进一步筛选了辐射后PC12细胞差异表达基因和差异蛋白,寻找判断大剂量照射后神经细胞损伤程度的分子生物学指标,探索大剂量照射后神经系统损伤的诊断新指标和治疗新靶点。 方法 以大鼠PC12细胞为模型,运用MTT法、流式细胞术、形态学观察法等研究了不同剂量γ射线作用后PC12细胞的生长、周期和分化等生物效应;运用寡聚核苷酸芯片、2DE和质谱鉴定技术等分子生物学技术及生物信息学分析方法,研究大剂量照射后PC12细胞差异基因和差异蛋白的表达。 结果 PC12细胞在受到不同剂量γ射线照射后均表现出不同程度的生长抑制现象,生长增殖与辐射剂量之间在一定范围内存在着量效关系;细胞周期的各个时相均发生明显变化,出现不同程度的G1期阻滞、G2期延迟和S期延迟;大剂量照射后部分细胞出现死亡,可能以胀亡的方式发生;5～20Gy时生长状况良好的PC12细胞出现较为明显的分化现象,以照后48h较为明显。基因芯片筛选16Gy照射后48h辐射差异表达基因,发现有37个表达上调基因,3个下调基因;选择感兴趣基因OAS1、GARG16、Id2、IL-6经PCR和qRT-PCR鉴定,结果与芯片一致。双向电泳比较了电离辐射前后PC12细胞差异蛋白的表达变化,辐射后表达水平升高的位点535个,降低的位点341个;选择3个差异明显的位点进行质谱鉴定及生物信息学分析,两个辐射后表达水平升高的蛋白质位点1731和1759均对应大鼠泛素羧端水解酶L1,辐射后表达水平降低的蛋白质位点1827对应功能未知的新蛋白质大鼠HP1α类似蛋白,本研究首次发现其表达水平于辐射后在蛋白质水平上降低,为其进一步的功能研究提供了线索。 结论 PC12细胞能作为较好的神经细胞辐射损伤的体外模型;本工作所筛选的差异表达基因和蛋白可能参与辐射损伤过程中神经细胞的生长、增殖、周期调控和分化等过程,为进一步研究辐射诱导神经损伤的分子机制提供了理论基础。