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目的:建立线粒体DNA敲除的支气管上皮细胞株(HBE、BEAS-2B、A549)，观察其细胞生物学特征和超微结构的改变，并研究线粒体DNA敲除后细胞辐射敏感性的改变，为阐明氡致肺癌的作用机制提供细胞模型和基础实验资料。
方法:1、线粒体DNA敲除支气管上皮细胞系(ρ0)建立。采用溴化乙锭诱导建立线粒体DNA敲除细胞模型。将A549和HBE细胞分别培养于含有50ng/ml和20ng/mlEB的DMEM的高糖培养基，BEAS-2B细胞培养于含20ng/mlEB的已补加葡萄糖至4.5mg/ml的LHC-9培养基中，加入100μg/ml丙酮酸钠、50μg/ml尿嘧啶和10％胎牛血清。细胞培养于37℃，含5％CO2的孵育箱中，每2～3天换液1次，每周传代1～2次。30d后换用不含EB的培养液继续培养，有限稀释法进行克隆化，挑选其中1个克隆扩增培养。用real-timePCR测定Ct值变化，观察ρ0细胞生长状况，用MitoTracker和PicoGreen活细胞染色，验证ρ0细胞系的建立。2、ρ0细胞生物学特征改变。用CCK8实验测定ρ0细胞生长曲线的改变，用AnnexinV和PI染色测定细胞凋亡及细胞周期的改变，用流式细胞仪测定线粒体膜电位和ROS改变，用电镜观察线粒体缺失的细胞内线粒体超微结构的改变。3、细胞辐射敏感性改变。用不同剂量a粒子照射ρ+和ρ0细胞，观察生存状况，用流式细胞仪测定线粒体膜电位和ROS改变，用试剂盒测定GSH含量改变。
结果:1、加入溴化乙锭诱导30天后，细胞在镜下体积变大，线粒体出现肿胀。活细胞染色显示线粒体膜清晰可见，合并染色未见mtDNA，real-timePCR测定Ct值增高，说明达到相同的拷贝数所需要的增值代数增加，线粒体mtDNA含量减少甚至消失。停加尿嘧啶5天后，细胞死亡。2、线粒体DNA敲除细胞生长变慢，细胞周期G1期细胞比例上升，S期细胞比例下降，出现G1-S期阻滞现象。ROS含量减少，细胞早期凋亡明显增加。透视电镜发现，线粒体DNA敲除细胞的线粒体超微结构有明显变化，主要表现为正常嵴及内外膜结构部分或大范围的溶解，线粒体自身的肿胀或髓磷体样改变以及基质的电子密度增高。3、与ρ+细胞相比，ρ0细胞经α粒子照射后，线粒体膜电位降低明显，活性氧随照射剂量的增加而持续增高，同时抗氧化防御系统谷胱甘肽(GSH)含量降低。提示mtDNA敲除细胞的辐射敏感性高于正常细胞。
结论:1、成功构建了线粒体DNA敲除的支气管上皮细胞系并用不同方法进行了验证。2、线粒体DNA敲除细胞的形态结构和生物学功能发生了明显改变，主要表现为细胞周期的阻滞和凋亡的发生。3、线粒体DNA敲除的支气管上皮细胞对α粒子照射的敏感性增高。