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精确评估空间高能量重离子辐射风险比较困难,主要原因在于空间重离子辐射的类型和剂量贡献比较复杂,其次在于指数生长期体外培养细胞等生物实验模型与人体实际环境差别较大。人体大部分细胞都处于静息期(G0期),受到外源性刺激后能够进入G1期等正常的细胞周期。所以在本论文的研究中,我们以利用接触抑制法构建的处于G0期的人肺胚正常成纤维细胞(MRC-5)为实验模型;同时,鉴于G1期细胞与常规指数生长期细胞的辐射敏感性相似但DNA含量却与G0期细胞相同,我们以G1期细胞作为对照实验模型进行比较研究。本研究主要采用细胞周期测定法、克隆存活法、免疫荧光法、微核阻断法、蛋白质免疫印迹和GST pull down等实验技术,研究了不同重离子辐照后G0期细胞的辐射效应以及p38和RAC2对细胞辐射敏感性的调控作用,实验结果如下:1、G0期细胞与G1期细胞和指数期细胞相比具有显著的辐射抗性。利用传统的指数生长期细胞进行空间辐射评估高估了空间辐射风险。2、照射后,G0期细胞的自由基浓度显著低于G1期细胞。RAC2作为NADPH氧化酶的催化亚基,照射后在G0细胞中低表达,但是在G1期细胞中高表达。RAC2在G0期细胞的低表达导致G0期细胞的NADPH氧化酶低活性,所以G0期细胞内的自由基产额较小,产生的DNA双链断裂和单链断裂损伤较少。另外,G0期细胞的NADPH氧化酶低活性使细胞内具有高浓度的NADPH,G0期细胞的总抗氧化活性高于G1期细胞。这些发现从自由基发生的角度解释了G0期细胞辐射抗性的分子机理。3、照射后,P38MAPK在G0期细胞的表达下调,在G1期细胞内的表达量上调,磷酸化P38MAPK在G0期细胞内表达上调,在G1期细胞内表达下调。照射后,P38MAPK通过与RAC2互作,共定位于细胞核区域,降低RAC2的效价,导致细胞自由基浓度降低。此外,P38MAPK磷酸化能够增加细胞的辐射抗性。G1期细胞内高浓度的自由基引起P38MAPK的去磷酸化,最终导致G1期细胞辐射敏感性高于G0期细胞。P38MAPK、磷酸化P38MAPK和RAC2形成互相调节的反馈与负反馈通路,从而决定G0期细胞和G1期细胞辐射敏感性差异,导致G0期细胞具有更高的辐射抗性。