DNA团簇损伤是指在一个或者两个DNA螺旋内具有两个或两个以上的损伤位点。高传能线密度(LET)的辐射由于其能量沉积密集，电离径迹极为复杂，局部剂量较大，从而容易诱发在其电离轨迹上形成复杂的DNA团簇损伤。由于其损伤的致密性和空间结构的复杂性，使其难以修复，继而引起细胞的转化和死亡以及癌症的发生等较高的相对生物学效应(RBE)。随着人类向深度空间探索的增加，宇宙射线中的高能粒子构成的高LET辐射对宇航员健康的影响备受关注。因此深入研究高LET辐射诱导细胞DNA团簇损伤修复机制对于辐射肿瘤学以及对宇宙空间活动中人员的健康危险性评估以及辐射防护具有重要意义。　　单一的DNA修复途径不能应对于复杂的DNA团簇损伤，在其修复过程中也许涉及到属于不同修复途径中的多个修复因子有序的协调合作。范可尼(FanconiAnemia)通路是重要的肿瘤抑制通路，其通过与核苷酸切除修复(NER)，同源重组修复(HR)以及跨损伤修复(TLS)密切合作，在响应于DNA链内交联(ICL)损伤修复的过程中发挥重要作用。FA通路中的核心事件是FANCD2-I被FA上游蛋白组成的核心复合体泛素化，从而介导下游修复蛋白募集到ICL损伤位点。虽然对于FA通路在修复DNA链内交联损伤的作用已有较深入的研究，但FA通路是否参与到高LET辐射诱导的DNA团簇损伤修复中尚不清楚。本研究将从细胞和分子水平探讨FA通路参与DNA团簇损伤的修复机制，以期为太空辐射危险评估及防护，重离子治癌等提供有价值的实验依据。　　本研究中利用FANCD2缺陷型、FANCA缺陷型以及野生型细胞检测了Fe离子辐射后FA蛋白缺失对细胞产生的生物学效应。进一步利用间接免疫荧光染色和细胞周期蛋白标记系统检测了FANCD2蛋白与HR修复蛋白的相互作用。还结合NHEJ抑制剂研究了FA通路与NHEJ通路在响应Fe离子辐射诱导DNA团簇损伤中的相互作用。　　我们的研究发现在S/G2期细胞中FANCD2蛋白响应于Fe离子辐射募集到了团簇DSB位点，并且与Rad52共定位。这反映了FANCD2蛋白可能通过协助HR途径介导修复。Fe离子辐射后FANCD2蛋白的缺失使RPA2和Rad51不能稳定结合在DNA团簇损伤位点，RPA2、Rad51的foci数也低于野生型细胞。FANCD2蛋白的缺失增加了细胞在Fe离子辐射后的敏感性，这与我们观察到的在FANCD2缺陷型细胞中具有更多难以修复的DSB位点相一致。我们还发现FANCD2蛋白能促进Fe粒子辐射后DNA复制叉的重建。而在FANCD2缺陷型细胞中未能修复的DNA团簇损伤进一步导致了染色体畸变的产生和细胞转化。因此我们推测响应于Fe粒子辐射FANCD2通过促进RPA2和Rad51在损伤位点的稳定性来介导DNA团簇损伤的修复。　　我们还发现Fe粒子辐射后FANCA蛋白的缺失能导致比FANCD2蛋白缺失更为严重的辐射生物学效应。这与FANCA基因处于FA通路上游有相关性。我们还观察到响应于Fe粒子辐射在野生型细胞中FANCD2蛋白发生了泛素化，而在FANCA缺陷型细胞中没有泛素化的FANCD2蛋白出现。这说明了FANCD2蛋白是通过被FANCA泛素化而激活参与到DNA团簇损伤修复中的，也证明了FA通路激活并响应于高LET辐射。而通过抑制DNA-PK能够导致细胞辐射敏感性的进一步增加，说明NHEJ通路也参与到了Fe粒子辐射诱导的DNA团簇损伤修复中。但是有趣的是在野生细胞中DNA-PK抑制剂对细胞产生的增敏率高于FA蛋白缺陷型细胞，我们推测可能由于FA缺陷型细胞中已经存在了NHEJ被部分抑制的表型，也就是说在Fe粒子辐射后FA蛋白对于NHEJ通路功能的正常发挥也起重要作用。　　综上所述，我们的研究结果首次揭示了FANCD2通过与通路的修复蛋白协作参与到了高LET辐射诱导的DNA团簇损伤修复过程中。FA通路通过与HR和NHEJ通路的相互合作在Fe粒子辐射后对维持基因组稳定性发挥重要作用。这为以后从研究多通路间的交互合作(Cross-talk)来探讨DNA团簇损伤修复机制提供了重要思路，也为空间和核环境下辐射损伤机制，防护和救治技术提供有价值的实验依据。