随着核电及核技术的应用,电离辐射越来越多地影响人类生存的环境,对人们健康的影响日益受到关注。电离辐射对机体多系统、多器官、多组织,甚至于细胞、分子水平都能产生一定的作用,特别是大剂量辐射对其产生重要的作用。然而,低剂量辐射对生殖和遗传的作用及其机制还不完全明确,并已成为放射生物学领域的研究热点。睾丸生精细胞对电离辐射极其敏感,本研究的前期工作已证实,低剂量辐射可引起睾丸生精细胞的凋亡增加。射线作为一种物理因子造成细胞死亡的主要机制是细胞凋亡,由辐射引起的生精细胞凋亡不仅具有剂量依赖性特点,还取决于细胞种类和细胞周期;同时,许多基因参与凋亡的调控。线粒体是细胞内重要的细胞器,是氧化磷酸化和形成ATP的主要场所,有细胞“动力工厂(power plant)”之称。另外,线粒体有自身的DNA和遗传体系,因此,只是一种半自主性的细胞器。人类许多疾病,例如肿瘤、糖尿病和聋病等的发生、发展都与线粒体功能缺陷有着密切关系。线粒体为人类机体提供着95%以上的能量,也发挥着包括细胞凋亡、信号转导调控等在内的生化功能。当前,有关线粒体研究,在国内外已深入到生物的生殖、遗传、发育、进化和细胞的代谢、衰老以及疾病等众多重要领域,成为生命科学和分子医学中最活跃的研究前沿课题之一。本文系统地阐述了低剂量电离辐射诱导小鼠睾丸生精细胞凋亡的规律,即0.025～0.2 Gy X射线照射后0～24 h,睾丸生精细胞随剂量增大,时间延长,凋亡逐渐增多;0.075 Gy照射后12 h生精细胞凋亡达到峰值,而后随时间延长、剂量的加大,睾丸生精细胞凋亡逐渐降低到正常水平。同时,阐述了睾丸生精细胞内线粒体的结构和相关生物学功能的剂量-效应、时程-效应规律,并分析了线粒体内相关凋亡蛋白Cyt c、caspase-3、caspase-9和AIF表达及其mRNA水平变化与凋亡发生之间的规律。本研究结果为探讨线粒体在低剂量电离辐射诱导睾丸生精细胞凋亡的调控作用提供了重要的实验证据,为当前辐射生殖和遗传学理论研究提供了新的实验资料,同时也进一步为辐射遗传损伤的防治和辐射防护法规的制订提供了重要的实验依据。