《空間單粒子輻射危害效應及其分子機理研究》是依託復旦大學，由邵春林擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：空間單粒子輻射危害效應及其分子機理研究
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：邵春林
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在我國已進入載人航天時代的今天，開展空間輻射生物學研究對減輕輻射危害具有重要的現實意義和深遠的科學意義。基於國內外研究熱點和存在的問題，本項目將採用地面加速器模擬實驗技術，深入研究空間單粒子輻射的細胞遺傳效應和遠後不良效應，研究其誘發致病基因突變的可能性，研究輻射旁效應和基因不穩定性等非靶效應在其中的作用，研究單粒子輻照引起DNA損傷的修復動力學，研究單粒子細胞質照射和細胞核照射在誘發非靶效應上的異同點，研究DNA甲基化、組蛋白乙醯化、循環miRNA等表觀遺傳學變化在輻射損傷中的作用，研究空間輻射遠後效應的關鍵調控基因，研究輻射信號因子的種類及其作用途徑、信號因子之間的網路關係，研究微重力對空間單粒子輻射效應、輻射信號因子的影響等。通過對這些關鍵科學問題的研究，取得一批具有較強創新性的成果，為有效干預空間荷能粒子輻射的致癌危險性提供堅實的實驗基礎和理論指導。
結題摘要
針對空間輻射危害效應國內外研究熱點和尚存在的問題，本項目利用γ射線、質子、α粒子、碳離子和鐵離子，採用多種類型的人類細胞系，深入研究了空間輻射生物效應及其分子機制。我們模擬計算了多種空間粒子對人體組織器官的吸收劑量，獲知了γ和α粒子聯合輻照的生物劑量規律，發現 α粒子的特殊生物劑量曲線；揭示了質子微劑量對輻射效應的重要性，發現線粒體與內質網對輻射旁效應具有重要作用；發現長期低劑量γ或α照射可以促進細胞增殖與後代的輻射抵抗性，增強了受p38/MAPK調節的細胞侵襲和粘附能力，發現α粒子輻射旁效應受p53-SCO2-ROS能量代謝途徑的調控。發現巨噬細胞可以釋放TNF-α和IL-8等因子通過MAPK通路加重受α粒子輻射細胞的損傷與清除。發現旁細胞可通過膜途徑分泌cAMP對受α粒子輻射巨噬細胞的保護作用，同時，受輻射巨噬細胞可通過p38/MAPK通路釋放NO、TNF-α、IL-6，引起人臍靜脈內皮細胞發生炎症反應和遠端血管平滑肌細胞的損傷，成為動脈粥樣硬化的一個重要誘因。 研究了輻射旁效應信號因子cyt-c、NO、ROS之間的調控關係，發現輻射抵抗基因SirT1可通過內質網應激調控旁效應；發現內源性H2S的輻射保護作用及其在細胞增殖、侵襲轉移與EMT等腫瘤發生髮展過程中具有重要作用；發現miR-1246、miR-92a分別通過DR5和PTEN靶點使得細胞具有輻射抵抗作用。 重點研究了重離子輻射旁效應的特點及其分子機制，發現 ATM和DNA-PKcs可調控碳離子誘導的G2/M依賴的旁效應，發現隨著γ射線和重離子LET的增加，輻射旁效應從p53依賴性變為p53半依賴再成為不依賴於p53抑癌基因；與γ射線相比，巨噬細胞在重離子輻照下所產生的自由基可持續存在更長時間，從而可更久地誘發旁效應。發現巨噬細胞可以作為信號因子池在輻射二次旁效應中發揮媒介作用，比起重離子輻照，γ輻射可以更加有效地激活巨噬細胞，揭示重離子輻射雖然具有較強的直接損傷效應，但可能具有較弱的遠後效應。發現微重力可以通過氧化應激途徑增強重離子輻射損傷，並獲得一種與輻射和微重力相關的新型miRNA。 通過上述研究，較為全面地掌握了空間輻射的細胞分子效應，對輻射非靶效應分子機制有了更新更全面的認識，提出了二次輻射旁效應等新概念。這些成果的獲得對進一步研究開發空間輻射危害的干預措施具有重要的科學意義。
