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本研究包括两部分内容：第一部分：射线类型和细胞辐射敏感性对mtDNA缺失的影响[目的]为了验证mtDNA缺失作为一个潜在的辐射生物剂量计的可行性,需了解mtDNA缺失形成与细胞辐射敏感性和射线类型的关系。本研究探讨不同类型射线照射及不同辐射敏感性细胞mtDNA缺失的表达影响。[方法]用γ射线和a粒子分别照射T淋巴细胞Jurkat, Clone E6-1,其中γ射线给予0、0.1、0.5、2、5和10Gy照射,α粒子给予0、0.1、0.2、0.5、1和2Gy照射,培养72h。用γ射线照射肝癌细胞PLC和Hep3B,给予0、0.1、0.2、0.5、1、5和10Gy照射,培养72h。提取DNA后采用实时荧光定量PCR方法检测线粒体DNA4934bp (mtDNA4934bp)和4977bp (mtDNA4977bp)缺失的表达水平。[结果]给予小剂量γ射线照射后mtDNA4977bp缺失表达增加不明显,随着照射剂量增加,mtDNA4977bp缺失呈现一定的剂量效应关系,表达随剂量增加而增加。与γ射线相比,a粒子照射后mtDNA4977bp缺失表达显著增加,在0.5Gy时缺失表达最明显,差异有统计学意义(t=8.006,P<0.05)。在a粒子照射剂量小于0.5Gy时,mtDNA4934bp缺失表达随剂量升高呈现一定的增加趋势。而γ射线照射后mtDNA4934bp缺失表达没有明显的规律性。在相同剂量照射时,经统计学分析,α粒子照射引起的mtDNA4934bp缺失表达和γ射线的差异未见统计学意义。在受照剂量为0.1、0.2和1Gy时,t=5.98、7.163和3.039,P<0.05,差异有统计学意义,辐射敏感性高的Hep3B细胞mtDNA4977bp缺失表达比辐射敏感性低的PLC细胞高。经统计学分析,在相同剂量照射下辐射敏感性高的细胞mtDNA4934bp缺失表达并不一定高,mtDNA4934bp缺失与细胞辐射敏感性之间未见明显的关系。[结论]在估算受照剂量时要充分考虑射线类型,以便进行准确的估算。mtDNA4977bp缺失与辐射敏感性有一定的关系,而4934bp缺失并未发现。第二部分：137Csγ射线诱导人外周血mtDNA缺失的时间和剂量效应关系[目的]电离辐射和化学物质可诱导mtDNA片段缺失的产生,但其特异性、时间-效应和剂量-效应关系尚不明确。本研究采用实时荧光定量PCR方法检测137Csγ射线诱导的人外周血mtDNA4934bp和mtDNA4977bp缺失水平,并对时间效应和剂量效应进行了初步探讨,为外周血淋巴细胞mtDNA4934bp缺失和mtDNA4977bp缺失作为辐射生物剂量计的可能性提供理论依据。[方法]采集5名健康成人外周血进行137Csγ射线离体照射,取其中1份血样给予5Gy照射后分别培养2、24、48和72h,另4份血样均经六等分后分别给予0、0.5、1、2、5和10Gy照射,孵养2h后采用实时荧光定量PCR方法和凝胶电泳,检测人外周血线粒体DNA4934bp (mtDNA4934bp)和4977bp (mtDNA4977bp)缺失的表达水平,并用Curve Expert1.4软件拟合剂量-效应曲线。[结果]137Cs丫射线照射离体人血后,诱发的mtDNA4934bp缺失和mtDNA4977bp缺失在照后2h即升高,mtDNA4934bp缺失水平在照后2h和48h有相对表达高点(t=10.782和8.966,P<0.05)；而mtDNA4977bp缺失水平在照后48h表达最高(t=7.433,P<0.05)。0.5～10Gy的137Csγ射线照射诱发的]mtDNA4934bp缺失(t=2.895～8.105,P<0.05)和mtDNA4977bp缺失(t=3.006～7.715, P<0.05)均随照射剂量增加。其中,mtDNA4977bp缺失在相同照射剂量下变化更大,尤其是在10Gy剂量照射时,二者差异更明显(t=2.919,P<0.05),即对于大剂量照射,mtDNA4977bp缺失可能更为灵敏。拟合的剂量-效应曲线回归方程分别为Y1=1.178+0.1219D (R2=0.9269, mtDNA4934bp缺失)和Y2=1.2578+0.1933D (R2=0.9016, mtDNA4977bp缺失)。[结论]137Csγ射线诱发的线粒体DNA片段缺失与辐射剂量有良好的数学回归关系,有可能为照射后生物剂量快速估算和预后评估提供依据。