1、旁效應和適應性反應是兩種典型的輻射非靶效應。輻射旁效應是指被輻照的細胞通過釋放信號因子誘導其鄰近細胞產生輻射反應的一種現(xiàn)象，它的發(fā)現(xiàn)和研究拓展了傳統(tǒng)輻射生物學的靶向作用理論，對低劑量輻射風險評估、防護，以及腫瘤的放療策略產生了重要影響。輻射旁效應的研究主要是在細胞水平開展的，并逐步延伸到三維組織和個體水平。近年來，個體間輻射旁效應已經引起廣泛的關注，并在虹鱒魚、斑馬魚、線蟲等動物模型上得到證實，表明輻射效應也能在群體或者生態(tài)層面上被“級

2、聯(lián)放大”。然而，當前的研究主要集中在個體間液體環(huán)境中可溶性信號分子誘導的輻射旁效應，并沒有關于揮發(fā)性旁效應信號的相關報道。本論文以秀麗隱桿線蟲作為實驗對象，研究線蟲揮發(fā)性信息素介導個體間輻射旁效應和適應性反應偶聯(lián)的過程和相關機制，主要內容如下:
　　一）線蟲個體間揮發(fā)性信號通訊實驗體系的構建
　　線蟲個體間的通訊信號既可以是可溶性物質，也可以是揮發(fā)性物質。在本論文中，我們專注于研究線蟲個體間揮發(fā)性信號分子的通訊，為此建立了一

3、個底—頂布局的共培養(yǎng)實驗體系。在該實驗體系中，受輻照的線蟲在底部培養(yǎng)皿正置培養(yǎng)（作為揮發(fā)性信號的供體），旁區(qū)群體的線蟲在頂部培養(yǎng)皿中倒置培養(yǎng)（作為揮發(fā)性信號的受體），上下培養(yǎng)皿（無蓋）通過paraffin膜密封，形成一個密閉的空間。在該密閉空間中，底部和頂部培養(yǎng)的線蟲并沒有直接的物理接觸，只能通過揮發(fā)性信號進行相互通訊。該實驗體系的優(yōu)點是針對性強、操作簡單，并能在不同的時間點實現(xiàn)受輻照線蟲和旁區(qū)線蟲的組合和分離。
　　二）線蟲個體

4、間輻射旁效應的誘導和新型揮發(fā)性信息素的證實
　　本研究以線蟲胚胎致死率作為生物學檢測終點，研究底部線蟲受輻照對頂部線蟲的影響。研究發(fā)現(xiàn):對底部線蟲實行不同劑量的γ輻射并沒有直接影響改變頂部線蟲的胚胎致死率，然而，在共培養(yǎng)結束后再對項部線蟲實行一定劑量的γ輻射，相對于底部沒有經歷輻照的線蟲共培養(yǎng)對照組，實驗組線蟲表現(xiàn)出明顯的輻射適應性。該結果不僅證明了線蟲個體間存在揮發(fā)性信號并能誘導輻射旁效應現(xiàn)象，而且也在群體水平展示了輻射旁效應和

5、適應性反應的耦合關系。進一步的研究發(fā)現(xiàn):1）僅有L3期的線蟲能夠產生揮發(fā)性旁效應信號，產生的過程可以持續(xù)10小時;2)DNA損傷反應(DDR)參與頂部線蟲輻射適應性的誘導，作用的靶點是性腺遠端有絲分裂區(qū)細胞;3）揮發(fā)性旁效應信號的產生依賴于水溶性蛔甙信息素的代謝合成和相關神經感知;4）揮發(fā)性旁效應信號是一類新的線蟲揮發(fā)性信息素。
　　三）熱脅迫誘導線蟲旁效應信號的產生
　　為了證明線蟲這類揮發(fā)性信息素的誘導具有廣譜性，本研究

6、對共培養(yǎng)體系中底部的線蟲實行熱暴露處理，發(fā)現(xiàn)熱脅迫同樣可以誘導頂部線蟲產生輻射適應性反應，同時發(fā)現(xiàn)對底部線蟲實行高密度培養(yǎng)也能啟動頂部線蟲的輻射適應性反應，表明這類揮發(fā)性信息素的誘導因子具有一定的廣譜性。進一步的研究表明:1)熱脅迫在L2、L3、L4和成蟲期的線蟲中都能誘導產生揮發(fā)性旁效應信號;2）在頂部線蟲中，DDR通路同樣參與熱脅迫誘導的輻射適應性反應，不同的是其作用靶點在性腺遠端的有絲分裂和減數(shù)分裂區(qū)細胞;4）與γ輻射不同，熱脅迫

7、誘導線蟲揮發(fā)性旁效應信號的產生不依賴蛔甙信息素的代謝合成，而受熱敏感神經元AFD和熱休克因子HSF-1及HSPs的調控。
　　四）輻射和熱誘導線蟲揮發(fā)性旁效應信號的產生和作用過程對比分析
　　上述實驗證明了一類新的線蟲揮發(fā)性信息素（旁效應信號）的存在。然而由于線蟲揮發(fā)性信息素的研究剛剛起步，目前還沒有可供參考的分離、分析方法。在本研究中，我們嘗試使用GC-MS對其化學性質進行檢測，但是未能得到理想的結果。為此，我們對輻射和熱

8、脅迫誘導揮發(fā)性信息素的產生和作用過程進行了對比分析，為尋找合適的分離、分析方法，進一步明確該類信息素的化學和代謝特性提供線索。依據(jù):1）輻射和熱脅迫誘導線蟲產生的揮發(fā)性旁效應信號依賴不同的上游代謝和信號通路;2）輻射和熱脅迫誘導不同發(fā)育時期的線蟲產生揮發(fā)性旁效應信號;3）輻射和熱脅迫誘導線蟲產生的揮發(fā)性旁效應信號在頂部線蟲生殖腺中的作用靶點不同。推論:1）輻射和熱脅迫可能誘導兩類不同的揮發(fā)性信息素，或者是兩種組分相同但比例不同的揮發(fā)性混