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近年来,辐射免疫学研究认识到免疫系统对电离辐射的反应主要表现为免疫活性细胞数量、抗体形成能力和细胞因子网络调节异常等一系列细胞及分子水平的变化,最终导致免疫功能的改变。但不同剂量的电离辐射对免疫系统引起不同的免疫效应中的基因组学改变,这一关键问题一直未受到应有的重视。本研究利用高剂量(高剂量率条件下)和低剂量(低剂量率条件下)X射线全身照射小鼠后的胸腺或脾脏,采用功能分类基因芯片(PCR array)技术、全基因表达谱检测(Microarray)技术以及Lnc RNA-m RNA共表达谱检测(Lnc Path TMarray)技术,探讨高、低剂量电离辐射诱导小鼠免疫应答过程中基因组学基础和DNA甲基化以及非编码RNA调控基因变化,并采用q RT-PCR、ELISA法验证并阐明关键信号通路及细胞因子的分子机制。(1)功能分类基因芯片结果表明,低剂量辐射促使T淋巴细胞向Th1细胞分化,诱导Th1型免疫应答,最终增强免疫功能;高剂量辐射主要诱导T细胞向Th2型细胞分化,诱导Th2型免疫应答,进而抑制机体免疫反应。而且不同剂量的电离辐射对小鼠胸腺细胞中各类亚型Th细胞代表性细胞因子分泌的影响不同,且细胞活化状态不同;(2)全基因表达谱分析发现,不同剂量X射线作用后小鼠脾细胞中部分基因发生差异性表达。其中既发生差异性表达并且趋势相反的基因有15个,主要参与DNA甲基化、泛素化、DNA修饰及细胞免疫等生物学过程。进一步对小鼠脾脏中免疫应答相关因子进行检测,结果发现低剂量辐射作用后,可增强细胞免疫应答及抑制细胞免疫耐受,而高剂量辐射作用后结果则相反。同时发现,TGF-β信号通路在不同剂量辐射诱导的免疫应答中起到相反作用,其中USP15作为“开关”调控TGF-β/Smad7信号通路;(3)对表观遗传学相关基因研究中发现:高剂量X射线照射后DNMT1、EZH2表达明显降低,而低剂量X射线照射后其表达明显升高;(4)Lnc RNA表达谱分析发现,共有499个Lnc RNA及649个m RNA发生差异性表达。进一步分析高剂量组差异表达基因发现,表达下调基因主要参与染色质重塑、染色质结合和染色质-DNA结合等生物学过程,表达上调基因主要参与目标细胞死亡、细胞周期进程和程序性细胞死亡等生物学过程,观察EZH2蛋白及其下游信号分子NF-κB的变化发现,EZH2可能在这些方面发挥重要作用。本文旨在将生物信息学、分子生物学及细胞生物学相结合,探讨高、低剂量辐射诱导的基因组学基础及表观遗传学方面相关分子机制,为辐射免疫学理论填补新的实验依据。