综述：从辐照小鼠存活到现代分子洞察：捷克科学院生物物理研究所放射生物学七十年历程

这篇综述系统回顾了捷克科学院生物物理研究所（IBP CAS）70年来在放射生物学领域的探索历程，重点阐述了电离辐射（IR）诱导DNA双链断裂（DSB）的机制及其在染色质架构（如异染色质H3K9me3标记）中的修复差异，揭示了低线性能量转移（低LET）光子辐射与高LET重粒子辐射对染色质损伤的异质性，并探讨了辐射敏感性、基因组不稳定性与肿瘤治疗（如质子/碳离子疗法）的关联性。

　　

放射生物学的重要性与当代挑战
随着核医学诊断、放射治疗和太空探索的发展，理解电离辐射（IR）的生物效应变得至关重要。捷克科学院生物物理研究所70年的研究揭示了IR如何通过直接和间接作用诱导DNA损伤，尤其是复杂的双链断裂（DSB），其修复效率受染色质空间结构的显著影响。

电离辐射的多样性：物理特性与生物效应的关联
IR分为光子辐射（如X射线、γ射线）和粒子辐射（如质子、α粒子）。光子主要通过间接作用产生活性氧（ROS）导致分散的DSB，而高LET重粒子（如碳离子）直接密集电离，形成难以修复的复杂DSB簇。中子辐射虽不带电，但通过核反应产生次级辐射，生物效应与高LET粒子相似。

DNA损伤的核心机制
1 Gy剂量的IR能量虽仅相当于一杯咖啡的热量，却能通过靶向DNA引发致命损伤。低LET辐射的间接效应依赖氧环境，而高LET辐射的直接效应在缺氧肿瘤中仍有效，这解释了碳离子疗法对顽固性肿瘤的优势。

染色质架构的决定性作用
转录活跃的常染色质因高水合度更易受光子辐射损伤，而异染色质因结构致密对高LET粒子更敏感。修复时，异染色质需先解聚才能招募53BP1等修复蛋白，此过程易导致染色体易位。单分子定位显微镜（SMLM）显示，肿瘤细胞的染色质网络在辐照后无法恢复原状，可能与辐射诱导的基因组不稳定性相关。

修复通路的抉择与临床意义
非同源末端连接（NHEJ）快速但易出错，而同源重组（HR）精确但仅限S/G₂
期。研究发现，染色质微环境通过调控修复蛋白（如γH2AX焦点形态）影响通路选择。例如，胶质母细胞瘤中53BP1修复簇的延迟形成与其放射抗性相关。

未来方向
开发基于染色质纳米结构的放射增敏剂（如金纳米颗粒）和新型辐射防护剂（如氨磷汀）成为研究热点。多组学联合分析将助力实现个体化放射治疗，并为太空任务中的辐射风险评估提供新思路。

总结
从存活率研究到纳米级染色质动态观测，放射生物学已揭示IR与生命系统的复杂对话。理解染色质作为"辐射应答枢纽"的功能，将为攻克肿瘤放射抵抗和太空辐射防护开辟新路径。