载人航天、核电利用和核医学的快速发展对辐射安全和防护提出了新的
目标和挑战。传统物理辐射剂量计和生物标志物存在局限性，寻找能在辐射
暴露早期快速评估辐射损伤程度的微创生物标志物对于意外辐射后最优医疗
方案的选择至关重要。循环血 microRNA（miRNA）是一类小分子非编码 RNA，
它便于收集和检测，在提取和保存过程中非常稳定，在序列和功能上十分保
守，并且能稳定存在于循环血中，是一类非常理想的辐射生物标志物，近年
来大量研究已将其作为各类癌症的候选标志物。但是，目前关于循环血辐射
敏感 miRNA 的研究较少，特别是对于低剂量的重离子射线（如碳离子、铁离
子等）辐射敏感性的研究还未见报道。另外，循环血 miRNA 是否在机体受到
辐照之后发挥相应功能，目前还并不清楚。
本论文以小鼠为实验模型，首次较为全面的研究了循环血 miRNA 对不同
种类、不同剂量的电离辐射，以及在辐照后不同时间的响应情况。通过 miRNA
PCR 芯片的筛选和大量的实时定量 PCR 的验证，得到了一组具有作为普适的
辐射标志物潜力的 miRNA。为了解决如何利用这些 miRNA 预测辐射损伤程
度的问题，我们将不同的辐照剂量划分为不同的辐射暴露等级，利用多元逻
辑回归的方法建立了基于辐射敏感 miRNA 的数学模型，并对模型的预测效果
进行了多方面的验证。另外，通过尾静脉注射外源的线虫 cel-miR-39a 和辐射
敏感 miRNA 的类似物（agomiRNA），对循环血 miRNA 在各个器官中的富集
以及在辐照后对机体的影响进行了初步的探索。通过以上的实验，我们主要
得到了三方面的结果和结论：
首先，在循环血 miRNA 的辐射敏感特性方面，本研究证实了循环血中存
在大量辐射敏感的 miRNA，并进一步筛选和验证 5 种可以作为辐射标志物的
循环血 miRNA，即 miR-183、miR-9、miR-200b、miR-342 和 miR-574。这组
miRNA 对碳离子、铁离子和 X 射线都极为敏感，在辐照剂量为 0.1-2Gy，照值得注意的是，这些 miRNA 在辐照后的相对表达变化与辐照剂量并不成线性
关系，而是在某个剂量范围（0.5-1Gy）后达到一个平台期。另外，大多数循
环血 miRNA，包括以上鉴定的 5 种候选标志物 miRNA，在不同个体中的本底
表达水平不具有差异性。
第二，在如何利用循环血 miRNA 预测辐射风险方面，本研究通过分析 5
种候选 miRNA 对辐射的响应特点，利用多元线性回归的方法建立了一个结合
多种辐射敏感 miRNA 来预测辐射暴露等级的普适模型，该模型同时适用于碳
离子、铁离子和 X 射线辐射。受试者工作特征（ROC）分析证明该模型具有
极好的特异性、敏感性，交叉验证分析证明该模型具有较高的预测准确性。
最后，在循环血辐射敏感 miRNA 的功能方面，本研究发现循环血 miRNA
主要在肝脏、脾脏和肺部富集，并且有少量 miRNA 可以进入骨髓、淋巴细胞、
肾脏、心脏以及小肠细胞中。以一种辐射敏感 miRNA（miRNA-342）为研究
对象，我们发现辐照后上调循环血中 miRNA-342 的水平可以有效降低辐射导
致的白细胞数量减少。
通过以上的研究，我们鉴定出了一组具有作为辐射标志物潜力的循环血
miRNA，并首次提出了通过建立多元线性回归模型预测辐射损伤的新方法，
这些成果可以为未来的辐射风险评估体系提供新的选择和思路。另外，本研
究证明了利用循环血辐射敏感 miRNA 可以降低辐射导致的免疫系统损伤，以
循环血 miRNA 作为靶标来降低辐射损伤，可以为未来开发有效的辐射防护方
法提供新思路。
射时间为 6h-72h 内都有显著的表达变化，具有作为辐射生物标志物的潜力。