一、研究背景：　　电离辐射是一种能引起周围物质发生电离的高能射线，具有较强的生物学效应。其在医疗诊治、能源生产、军事斗争上均有着广泛的应用。但电离辐射作为一把“双刃剑”，其在为人类带来福祉的同时也伴随着对人类日益增加的威胁。因此，电离辐射损伤的防治研究，不论是在医疗还是军事上均具有重大意义。　　电离辐射损伤机体的机制主要包括射线对DNA、蛋白质等生物大分子的直接破坏，以及通过激活自由基而间接对细胞造成损伤。此外，电离辐射还能激活免疫细胞，造成免疫失衡及导致慢性炎症。针对以上损伤机制中的诸多关键环节和靶点，已研制出许多辐射防护的药物。如清除自由基的抗氧化剂，减轻炎症的激素类药物，还有近年来被广泛关注的干细胞治疗等。这些药物或治疗方法在一定程度上减轻了辐射的损伤，提高了患者的生存率和生存质量。但许多药物因其副作用强、作用靶点不明确、缺乏特异性等原因，至今仍难以广泛运用于临床。因此，寻找到一种新的、有效的、生物作用明确的药物或治疗靶点是目前放射生物学及放射医学研究中的重点和难点。　　ATP敏感钾离子通道（ATP sensitive potassium channel，KATP通道）是一种电压非依赖性配体门控通道，由Noma于1983年首先在豚鼠心肌细胞上发现。其可广泛表达于机体许多组织器官，但主要在神经、肌肉、肝脏、胰腺等组织高表达。以往对KATP通道的研究主要集中于电生理领域，如神经冲动的传导，以及对心血管缺血再灌注的保护作用上。近年来，一些研究发现，KATP通道在细胞内活性氧(ROS)的调节中发挥重要作用。除了对ROS的调控，一些研究还发现KATP通道参与细胞凋亡、增殖、周期的调节过程，甚至还在抗肿瘤中发挥效应。由放射损伤的发生机制可知，ROS是电离辐射间接损伤作用的重要媒介，而细胞的凋亡、周期阻滞、增殖抑制则是电离辐射导致的主要生物学效应。因此，我们推测KATP通道有可能在调节电离辐射损伤中发挥作用，成为辐射损伤防治的潜在靶点。更为重要的是，由于临床上针对KATP通道所研发的药物种类较多，不少是已经成熟且已经过长期临床实践检验的。比如常用的降糖药格列本脲，降压药吡那地尔、二氮嗪等。这些药物的药理、毒理作用明确，安全性高。如果能确证KATP通道在辐射损伤防治中有重要作用，那么这一类药物无疑具有更好的临床应用价值。　　基于以上的证据和假设，我们对KATP通道在辐射防护中的作用及其机制进行了研究。在效应方面，我们运用KATP通道的阻滞剂格列本脲和激活剂吡那地尔对其在小鼠急性放射病、放射性肝损伤、放射性肺损伤防治中的作用进行了检测;进一步，在细胞水平，我们运用KATP通道阻滞剂/激活剂，利用siRNA技术干扰KATP通道表达等手段，验证KATP通道对细胞辐射敏感性的影响。在明确效应的基础上，我们围绕着ROS的调控以及PKC通路的激活进行分子机制的研究，阐明KATP通道影响电离辐射敏感性的具体作用机理。　　二、研究内容：　　（一）观察KATP通道在小鼠辐射损伤防治方面的作用　　1、检测KATP通道在小鼠各个器官组织中的表达情况　　2、应用KATP通道阻滞剂/开放剂，研究其对小鼠照后生存率的影响　　3、应用KATP通道阻滞剂/开放剂，研究其对小鼠造血系统辐射损伤的影响　　4、应用KATP通道阻滞剂/开放剂，研究KATP通道在小鼠急性放射性肝损伤防治中的作用　　5、应用KATP通道阻滞剂/开放剂，研究KATP通道在放射性肺损伤防治中的作用　　（二）研究KATP通道对细胞辐射敏感性的影响　　利用KATP通道阻滞剂/开放剂以及siRNA技术，通过检测、对比照后细胞活力、凋亡、增殖、DNA损伤等指标的差异，明确KATP通道对细胞辐射敏感性的影响。　　（三）KATP通道影响细胞辐射敏感性的机制研究　　1、围绕ROS的生成及相关信号通路的激活，探讨KATP通道是否通过调控ROS而影响小鼠肝细胞系NCTC-1469的辐射敏感性　　2、从细胞内钙离子含量及PKC通路激活的角度，深入分析和研究KATP通道在HUVEC细胞辐射防护中的作用机制，阐明具体的分子作用过程，明确其相互关系。　　三、实验结果：　　（一）阻滞KATP通道可减轻小鼠的辐射损伤　　1、运用格列本脲阻滞KATP通道可提高小鼠照后生存率，延长存活时间。　　2、照前予以小鼠腹腔注射KATP通道阻滞剂可减轻小鼠急性放射性肝损伤，对小鼠放射性肺损伤也具有良好的防护效果。　　3、吡那地尔激活KATP通道对小鼠放射损伤及损伤防护没有明显作用　　4、阻滞和激活KATP通道都未能对照后小鼠的造血系统产生显著影响　　（二）格列本脲阻滞KATP通道降低了细胞的辐射敏感性　　1、运用格列本脲短程阻滞KATP通道可提高细胞照后的活力，增强细胞照后增殖能力，抑制照射引起的细胞凋亡。但对DNA的损伤修复无明显影响。　　2、siRNA长程干扰KATP通道表达可提高细胞的辐射敏感性，增强电离辐射对细胞的损伤。　　（三）格列本脲阻滞KATP通道对细胞辐射防护的机制研究　　1、格列本脲阻滞KATP通道可上调ROS水平，激活Akt/NF-κB通路而发挥对肝细胞的辐射防护作用　　2、格列本脲引起细胞内Ca2+含量增加，激活PKC通路进而抑制了照射引起的血管内皮细胞凋亡　　四、研究结论：　　对KATP通道进行短程的阻滞可上调ROS水平、增加细胞内Ca2+含量，进而分别激活Akt/NF-κB通路和PKC通路来实现对细胞和小鼠的辐射防护作用。　　五、创新点和研究意义：　　1、首次对KATP通道在电离辐射损伤防护中的作用进行全面而深入的探讨，发现了短程阻滞KATP通道可显著减轻小鼠的辐射损伤、降低细胞的辐射敏感性。为辐射防护靶点的研究提供了新的参考。　　2、机制的研究上，对ROS激活与辐射损伤的关系提出了新的观点。通过实验证明了适当的刺激ROS产生能增强细胞对辐射的抵抗性。为放射生物学基础理论的研究拓宽了新的思路。　　3、我们的研究发现KATP通道阻滞剂格列本脲具有良好的辐射防护作用，提示这一常见的降糖药物可能在辐射损伤防治中发挥新的用途。同时也为进行放疗的糖尿病患者提供格列本脲的用药参考。