研究背景和目的：　　放射治疗是头颈部及脑肿瘤的重要治疗手段。由于解剖因素，治疗上述肿瘤的同时将不可避免地使正常脑组织受到照射，进而产生认知功能损害。有研究表明：脑内DNA损伤未能得到有效修复可导致神经系统疾病。DNA双链断裂是最严重的DNA损伤。在成熟神经系统，DNA双链断裂主要通过非同源末端连接（NHEJ）方式修复。电离辐射引起的认知损害主要是海马依赖的认知功能障碍，为此本课题中将研究被照射海马组织DNA损伤的NHEJ修复与放射性认知损害的相关性。　　研究方法和材料：　　1.照射模型将100只1月龄雄性SD大鼠随机分为5组，即：空白对照组，麻醉对照组，2Gy，10Gy及20Gy组。3.6％水合氯醛腹腔内注射麻醉后，通过直线加速器给予4-MeV电子线全脑照射。此后监测受照动物的一般情况。　　2．认知检测全脑照射后的第1、2个月进行认知功能测试。测试包括开放场、Morris水迷宫和避暗检测。　　2.1.开放场检测将受试大鼠放入开放场中央，并允许其自由走动10min。通过视频跟踪器测量大鼠的移动距离和中央区域驻留时间。　　2.2.Morris水迷宫测试Morris水迷宫测试中，在第1~4天进行定位航行检测，而第5天进行空间探索测试。通过视频跟踪器测量潜伏期和各象限驻留时间。　　2.3.避暗检测将大鼠放入明箱后，观察进入暗箱的时间。24小时后重复实验，记录潜伏期。　　2.4.Real-timePCR分析取照射后2个月的新鲜海马组织，使用Trizol试剂抽提总RNA，由mRNA逆转录成cDNA后,使用染料结合法（SYBEGreen法）对XRCC4、XRCC5和XRCC6基因的表达水平进行检测。引物如下：XRCC4：5-CTGAGGAGGATGGGCTTTATGAT-3（正向）和5-CAAGATTTGTCTGCATTCGGTGT-3（反向）；XRCC5：5-AAAGAGTTGGGTAGTTGTGGACGCA-3（正向）和5-TCCATAGCGGAACCCTTGAATAG-3（反向）；XRCC6：5-AAGAATGTCTCCCCT达TTTGTGG-3（正向）和5-TCTCGAAACTGTCGCTCCTGTATGT-3（反向）;β-actin：5-GTTGACATCCGTAAAGACC-3（正向）和5-TAGGAGCCAGGGCAGTAATC-3（反向）。　　2.5.Westernblot分析取照射后2个月的新鲜海马组织，抽提纯化蛋白，进行电泳、转膜及显色。摄片后采用凝胶图像软件分析目标条带的灰度值，进而反映相关蛋白的表达水平。　　2.6.统计分析采用SPSS16.0统计软件进行统计处理。计量资料以均数±标准差（sx±）表示，采用单因素方差分析进行显著性检验，两组间比较采用最小显著差法。P＜0.05为差异有统计学意义。　　研究结果：　　1.一般情况观察20Gy组大鼠受照射部位有一过性轻度脱毛。各组大鼠照射后的日常活动、进食及饮水情况均未发现异常变化。照射后2个月时，对各组大鼠进行血常规分析和血生化测试均未发现组间差别。被照射的脑组织进行常规HE染色观察，并未发现形态学异常。　　2.认知功能检测　　2.1.开放场测试全脑照射后第1、2月，各组之间的自发活动路程无明显差别。　　2.2.Morris水迷宫测试全脑照射后1个月时，无论定位航行还是空间探索测试，各组间均未发现显著性差异。照射后2个月进行定位航行检测时，20Gy组的潜伏期显著长于其它各组，但在空间探索实验中各组之间无显著差异。　　2.3.避暗测试全脑照射后第1、2个月，各组之间进入暗箱的潜伏期无明显差别。3.荧光实时定量PCR分析全脑照射后2个月时，各组海马之间mRNA的相对表达水平分别为：XRCC4(C,0.0440±0.0066;S,0.0622±0.0219;2Gy,0.0555±0.0122;10Gy,0.1910±0.0465;20Gy,0.2710±0.0473.),XRCC5(C,0.0071±0.0015;S,0.0089±0.0033;2Gy,0.0085±0.0020;10Gy,0.0180±0.0036;20Gy,0.0300±0.0071.),XRCC6(C,0.0329±0.0032;S,0.0442±0.0090;2Gy,0.0279±0.0106;10Gy,0.1020±0.0329;20Gy,0.2030±0.0540.)。XRCC4、XRCC5和XRCC6基因的mRNA表达水平在正常对照组和麻醉对照组及2Gy照射组之间是没有显著差异的，而这三组与10Gy及20Gy照射组之间是均存在显著差异（P<0.05）；而10Gy照射组与20Gy照射组之间没有显著差异。　　4.Westernbolt分析全脑照射后2个月时，各组海马之间的蛋白相对表达水平分别为：XRCC4(C,0.3346±0.0362;S,0.3520±0.0300;2Gy,0.3505±0.0660;10Gy,0.4626±0.0685;20Gy,0.5290±0.1535.)，XRCC5(C,0.3409±0.0409;S.0.3661±0.0518;2Gy,0.3485±0.0526;10Gy,0.5063±0.1232;20Gy,0.4626±0.0835.)，XRCC6(C,0.3206±0.0377;S,0.3186±0.0519;2Gy,0.3262±0.0587;10Gy,0.4551±0.1127;20Gy,0.4582±0.0883.),γ-H2AX(C,0.5440±0.0381;S,0.5682±0.0662;2Gy,0.5402±0.0389;10Gy,0.6667±0.0464;20Gy,0.8122±0.1176.)。XRCC4、XRCC5、XRCC6和γ-H2AX的蛋白表达水平在正常对照组和麻醉对照组及2Gy照射的之间是没有显著差异的，而这三组与10Gy及20Gy照射组之间是均存在显著差异(P<0.05)。然而XRCC4、XRCC5和XRCC6的蛋白表达在10Gy照射组与20Gy照射组之间没有显著差异。但γ-H2AX的表达，20Gy组明显高于10Gy组(P=0.032)。　　结论：　　1.在本实验条件下，达到20Gy的全脑照射在照射后2个月时，可以引起没有常规病理学变化的大鼠认知功能损害。　　2．作为DNA双链断裂的生物学标记物—γ-H2AX，其蛋白表达水平与照射剂量存在正相关性。　　3．DNA双链断裂后NHEJ修复相关的基因表达，在10Gy及以下剂量时存在正相关关系。然而当剂量达到20Gy时，其基因mRNA和蛋白的表达水平不再进一步升高。　　4.电离辐射引起的认知功能损害，不仅取决于其照射剂量，而且还与其自身DNA损伤的NHEJ修复能力相关。