辐射与生物体的相互作用是放射医学与辐射防护的基础， 其中蕴含着许多迫切需要研究的重大基础科学问题，需在分子、细胞、器官组织、及个体层次上开展高水平的多学科协同研究。实验室在这一方向上主要是研究高LET生物效应、辐射免疫学、辐射血液学、辐射遗传学、以及辐射对干细胞的作用及其机理，加强放射医学与最新分子生物学和细胞生物学重大基础研究成果的结合，探讨辐射增敏效应、辐射旁效应、低水平辐射生物效应、辐射与非编码RNA的作用等。此外，开展空间辐射生物效应等交叉学科研究。

【主要研究内容】

1.不同LET辐射生物效应。系统研究不同LET尤其是高LET辐射的生物学效应和相应的分子机制，为质子和重离子辐射在肿瘤治疗中的应用和辐射防护积累必不可少的基础实验数据。揭示辐射损伤的分子机理，明确早期诊断标志物及防治的新靶点，对于提高放射治疗的精准性和安全性，既有重要的科学意义，又有极大临床应用价值。主要开展以下研究：(1)不同LET辐射对造血系统的影响研究。从间充质干细胞和造血干细胞二大方面，探讨其对造血和免疫功能损伤重建作用。运用定量生物医学手段，研究不同LET辐射对造血干细胞增殖、分化的影响及分子机制。（2）开展辐射对血液细胞功能、凝血因子生成和血管稳态与重构的影响的研究。（3）不同LET辐射对重要和敏感器官（肺、肠等）损伤效应及机制研究。探寻器官辐射损伤的标志物、免疫细胞在损伤修复中的作用、干细胞与免疫细胞的相互作用、信号调控通路在放射损伤后DNA损伤修复中的作用及机制研究。（4）电离辐射导致认知功能损害及机制研究。从DNA损伤修复和微环境的角度研究放射性认知障碍的发生机制。(5) 辐射影响生殖系统的机制研究。从表观遗传学角度揭示生殖系统辐射损伤的分子机理。（6）放射性皮肤损伤与机制研究。探索放射性皮肤损伤的生物剂量计，预测辐射与核事故受照人员的皮肤剂量与损伤进展并评价远后效应。

2. 辐射对干细胞的作用及机理。目前辐射对组织干细胞的生物学效应知之甚少。同时辐射损伤后的组织再生在很大程度上依赖组织干细胞的正常功能，因此深入了解辐射对组织干细胞的直接效应和辐射诱导微环境改变对干细胞的间接效应具有重要意义。拟开展研究如下：（1）辐射对干细胞与组织微环境的影响及机制，探讨干细胞内环境改变、DNA损伤介导其功能改变，分析细胞应激通路参与辐射后干细胞的命运调控。分析辐射后组织微环境间充质干细胞（MSC）、免疫细胞、炎症因子和生长因子改变及机理。阐明辐射条件下微环境变化对干细胞功能和命运的影响及机制。（2）肿瘤干细胞在肿瘤放射治疗中的基础研究，包括阐明原癌基因促进肿瘤干细胞标志物高表达，增加肿瘤细胞干性，促进肿瘤起始、发展和转移的机制。

       3. 空间辐射生物效应。我国载人航天发展迅速，空间辐射成为长周期空间探索任务的主要制约因素，研究空间辐射的健康危害，建立风险评价体系、研制有效的应对措施符合国家需求。空间辐射具有低剂量率、高能、富含高LET粒子等特点，因此空间辐射生物学研究成果将有助于提高低剂量辐射环境从业人员的安全。本研究包括：(1) 空间辐射致肿瘤发生的分子机理研究。从表观遗传学角度入手，探讨高LET、高能空间辐射致上皮细胞间充质转换（EMT）、细胞转化和肿瘤发生的分子机理，寻找航天员高发性肿瘤的关键分子靶标及其调控机制。(2) 电离辐射诱导非靶旁效应的分子机制研究。研究信号细胞受照射后与释放旁效应信号相关的关键信号通路、这些信号通路与信号细胞DNA损伤应激通路交互作用、信号细胞释放的旁效应分子的鉴定及其转运方式、受体细胞接受旁效应信号后其相应信号通路激活；并且在体内研究旁效应及远位效应的生物学后果及相应发生机制。