【摘 要】
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目的:随着载人航天事业的快速发展以及空间站的建成,人类对宇宙的探索也在不断深入,航天员在宇宙空间滞留的时间因此大幅度延长,而空间环境的特殊性是影响人类在太空长期停留的最重要因素。在空间诸多环境因素中,空间辐射和微重力被认为是影响航天员健康安全的主要和不可避免的两大危险因素,尤其是高能重离子辐射。研究重离子辐射和微重力对心血管系统的影响及相关分子机理,可了解空间飞行对心血管的健康风险,对研发有效的应
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目的:随着载人航天事业的快速发展以及空间站的建成,人类对宇宙的探索也在不断深入,航天员在宇宙空间滞留的时间因此大幅度延长,而空间环境的特殊性是影响人类在太空长期停留的最重要因素。在空间诸多环境因素中,空间辐射和微重力被认为是影响航天员健康安全的主要和不可避免的两大危险因素,尤其是高能重离子辐射。研究重离子辐射和微重力对心血管系统的影响及相关分子机理,可了解空间飞行对心血管的健康风险,对研发有效的应对措施有重要的意义。本论文拟研究高能低剂量碳离子辐射对血管内皮细胞的损伤效应,研究模拟微重力对血管内皮细胞的影响,研究模拟微重力效应对碳离子辐射损伤作用影响。并从基因表达水平探讨碳离子和微重力单独或联合作用诱导血管内皮细胞损伤和功能紊乱的机制。其结果将为重离子辐射致血管内皮细胞损伤的分子基础提供新见解,对宇宙空间活动中人员的心血管系统风险评估有重要意义。材料与方法:以人脐静脉内皮细胞（Ea.hy926）为研究模型,用细胞回转仪旋转培养细胞来模拟微重力效应。Ea.hy926细胞分别接受碳离子辐照、模拟微重力处理以及碳离子辐照+模拟微重力联合处理,用CCK-8法检测Ea.hy926细胞存活,用流式细胞仪检验细胞周期和DNA损伤,用Matrigel胶模拟细胞外基质对细胞的粘附作用检测Ea.hy926细胞的粘附能力,通过细胞划痕实验来观察细胞迁移能力,采用Matrigel胶模拟细胞外基质观察Ea.hy926细胞管样结构的形成情况,通过转录组学测序比较分析不同处理方式的基因表达谱,并分析这些基因的功能。结果:碳离子辐射剂量依赖性的降低了Ea.hy926细胞存活,诱导S期阻滞,DNA发生明显损伤,细胞粘附能力和迁移能力有所下降,而成管能力有所提高。模拟微重力对细胞活力的影响与旋转培养时间有关,在0.5 h-24 h范围内,细胞活力随时间的延长而增加,但均低于对照组;旋转培养0.5 h使细胞粘附能力下降,而迁移能力显著增加,管状结构形成能力也有所增加。与未处理组相比,碳离子辐照和模拟微重力联合作用使细胞的存活率降低,产生严重的S期阻滞,诱导DNA损伤,细胞粘附能力降低,迁移、成管能力有所提高;与辐照组相比,碳离子辐射和模拟微重力联合作用使Ea.hy926细胞的存活略有下降;细胞周期分布没有明显区别,粘附能力、迁移能力和成管能力也比单独辐照组略低一些。组学数据分析结果表明,碳离子辐射或模拟微重力效应处理使多种基因表达水平发生显著变化,二者联合作用也诱导了Ea.hy926细胞多种基因表达水平发生显著变化,但三种处理条件下差异表达的基因有明显不同。结论:碳离子辐射和模拟微重力效应均可引起Ea.hy926细胞功能紊乱,模拟微重力效应对碳离子辐射引起的Ea.hy926细胞功能紊乱有一定的影响,碳离子辐射和模拟微重力效应单独或联合作用诱导了Ea.hy926细胞不同的分子反应,碳离子辐射和微重力两因素之间存在交互作用。
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