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非小细胞肺癌(NSCLC)在全球均有较高的发病率和死亡率,尽管60%-70%的NSCLC病人均接受过放疗,但受辐射抗性等因素的制约,NSCLC放疗疗效不佳、预后较差。围绕着这些临床问题,本论文着重研究非小细胞肺癌的辐射抗性机制,探索通过诊疗一体化材料提高非小细胞肺癌对电离辐射的敏感性,并对诊疗一体化材料的辐射增敏机制进行探究。主要的研究内容包括:首先,基于分次辐照筛选所得、对X射线具获得性抗性的单克隆细胞系和亲本对照细胞,通过TMT标记和蛋白组学技术,探究NSCLC辐射抗性相关的特征分子。结果发现:所得5224个差异表达蛋白中以倍比变化2倍,且p<0.05筛选得到48个差异表达蛋白;其中CRIP2、ARHGDIB和PADI3的表达在A549-R11抗性细胞系中升高,且在mRNA和蛋白水平均得以验证;进一步的生物信息学分析可知CRIP2可作为有效的预测NSCLC放疗预后的分子标志物,也可能通过抑制凋亡和细胞周期,从而调控NSCLC辐射抗性;此外,CRIP2表达较高的病人可能更适用于重离子或质子束放疗。CRIP2等差异表达蛋白的探究可以为揭示辐射抗性的复杂机制提供基础,并有助于促进个性化医疗及精准放疗的发展。然后,以A549,NH1299和NH1650为研究对象,使用“多元醇法”合成的氧化钆纳米粒子GON,用以探究GON增强NSCLC细胞对X射线和重离子的辐射敏感性的效应及相关机制。结果表明:细胞存活率为10%时,GON对X射线和重离子的辐射增敏比分别为19.3%—26.3%和10.12%—19.6%。GON显著促进了羟自由基和ROS的产生,且呈辐照剂量和GON浓度依赖型增强;经自噬抑制剂3-MA相关实验发现无论是X射线还是重离子束辐照,GON均诱导3种NSCLC细胞发生了促死亡型的自噬;此外,GON也增强了A549和NH1650细胞的凋亡发生率。不同之处在于X射线与GON联合处理主要诱导了内质网应激等胞质内损伤;而GON与重离子联合处理主要引起DSB等细胞核损伤。GON相关增敏机制的探究,有望为诊疗一体化材料的临床使用提供实验基础。基于“辐射抗性”特征分子和“辐射增敏”相关机制的探究,本论文研究工作为提高临床放疗的靶标性和有效性、临床上治疗射线的选择、以及临床的诊疗一体化提供了实验依据。