恶性肿瘤是危害人类的主要疾病,目前化疗、放疗和外科手术是治疗恶性肿瘤的主要手段。放射治疗已经有近百年的历史,在国内大约有70%的恶性肿瘤患者需要接受放射治疗。不同的肿瘤其组织来源不同、肿瘤细胞的分化程度及增殖水平不同,对电离辐射的反应也存在很大差异,即不同的肿瘤细胞,其辐射敏感性（radiosensitivity）不同。肿瘤辐射敏感性是制定肿瘤放射治疗方案、选择肿瘤照射剂量的主要依据[1]。但目前仍缺乏快速可靠的检测肿瘤细胞辐射敏感性的方法和指标。细胞的生物超微弱发光特性为解决这一问题提出了新的可能。活细胞的超微弱发光（ultraweak bioluminescence）是一种来自细胞本身的信号,这种信号所携带的是与生命活动相关的信息,可反映细胞的氧化代谢特点和增殖活动。肿瘤细胞有其自身的超弱发光信号[2,3],推测当受到外界电离辐射后,可能会改变细胞的超弱光子发射强度和性质。本实验观察了电离辐射对人肝癌HepG2细胞的影响及其生物超微弱发光强度的变化,进而揭示二者之间的联系。目的:探讨电离辐射对人肝癌HepG2细胞生物学行为的影响以及辐射后人肝癌HepG2细胞生物超微弱发光强度的变化。方法:取指数生长期的人肝癌HepG2细胞,用⁶⁰Coγ射线进行照射,吸收剂量分别为0.5、1、2、4、6、8Gy,未照射HepG2细胞（剂量0Gy）为对照组,观察照射后48h人肝癌HepG2细胞的变化:（1）应用光镜、电镜观察细胞形态结构和超微结构的变化;（2）应用MTT比色试验检测细胞的增殖活性;（3）采用流式细胞术测定细胞周期的变化和凋亡率;（4）采用免疫组化方法检测细胞p27蛋白的表达和分布的变化;（5）应用低渗染色体扩散、Giemsa染色观察细胞G2期染色体改变;（6）利用平板克隆形成试验法测定照射后细胞的克隆存活分数;（7）采用流动式化学发光分析仪检测细胞超微弱发光的动态变化。结果:（1）光镜下细胞形态畸变,胞体巨大,吸收剂量越大畸变越明显;电镜下可见细胞膜完整性破坏,胞膜塌陷,核固缩成不规则团块、分叶增多,胞浆空泡多见。（2） MTT比色试验结果显示细胞的生长抑制率与吸收剂量呈正相关,r=0.962（P<0.01）。（3）照射后细胞有丝分裂延迟,在2 Gy照射后48 h,细胞出现G2/M期阻滞,4 Gy时处于G2期细胞比例最高,并出现明显的凋亡峰。吸收剂量超过4 Gy后G2期细胞比例不再增加,但凋亡细胞比例在6 Gy时达到最高为30.5%。（4）照射后细胞p27蛋白表达明显受抑制,而且分布发生改变,主要分布于细胞核外细胞浆内。（5）照射后细胞G2期染色体出现断裂畸变,且与吸收剂量具有显著相关性,相关系数r=0.937（P<0.01）,吸收剂量越高,染色体断裂畸变数越多。（6）克隆形成试验显示细胞受照射后的克隆存活分数与吸收剂量经拟合符合线性平方模型,lnS=-αD-βD²。表明在低剂量照射时,细胞致死性畸变与照射剂量成正比,细胞存活曲线呈线性;在高剂量照射时,致死性畸变与剂量的平方成正比。（7）细胞受辐射后48h,其超微弱发光强度与吸收剂量呈负相关,相关系数r=-0.803（P<0.01）;超微弱发光强度与细胞克隆存活分数的相关系数r=0.841（P<0.01）,说明细胞的超微弱发光强度与细胞存活分数呈显著正相关。结论:（1）肝癌HepG2细胞受γ射线照射后膜结构的改变导致细胞功能和形态的改变,细胞周期延长、生长抑制、存活分数降低、染色体断裂畸变并与辐射剂量相关（P<0.01）,G2期染色体断裂畸变量可反映细胞的辐射敏感性。p27蛋白表达明显抑制且分布发生改变。在低剂量照射时,细胞死亡以细胞凋亡为主;在高剂量照射时则主要发生细胞坏死。（2）肝癌HepG2细胞的超微弱发光强度与辐射剂量和细胞克隆存活分数均显著相关（P<0.01）,超微弱发光强度能反映肿瘤细胞的内在辐射敏感性。目前检测细胞辐射敏感性的克隆形成试验由于试验周期太长而存在很大的局限性,超微弱发光检测技术有望成为一种快速、准确预测肿瘤细胞辐射敏感性的新指标。