電離輻射通過NFATc4-3信號通路抑制神經(jīng)突起的生長發(fā)育.pdf

1、目的:全顱放療目前被廣泛應(yīng)用于治療腦原發(fā)或繼發(fā)腫瘤，但能夠引起進行性認知功能障礙，其可能源于神經(jīng)突起生長發(fā)育受到電離輻射的抑制。電離輻射對神經(jīng)突起生長發(fā)育（Neurite Outgrowth）的抑制作用在放射性認知功能障礙中起到了巨大的作用，但是，之前大多數(shù)研究局限于電離輻射對神經(jīng)發(fā)生（Neurogenesis）的作用，很少有研究電離輻射對神經(jīng)突起生長發(fā)育的作用。轉(zhuǎn)錄因子NFATc4/3被證實參與了一系列對神經(jīng)突起生長發(fā)育至關(guān)重要的靶基

2、因的轉(zhuǎn)錄過程。因此，本研究利用原代培養(yǎng)的海馬神經(jīng)元去評價電離輻射對神經(jīng)突起生長發(fā)育的抑制作用，并研究NFATc4/3在該過程中所起的作用，以探索可能的分子干預(yù)手段。
　　材料與方法:使用6MV X線照射原代培養(yǎng)的海馬神經(jīng)元（離體第一天），劑量分別為0Gy，2Gy，8Gy。每一劑量組中的神經(jīng)元在照射前分別使用以下藥物預(yù)處理：0.9％生理鹽水，BDNF（NFATc4/3通路激動劑，100ng/ml），CsA（NFATc4/3通路抑制劑

3、，1ug/ml）。照射后第一天與第三天，測量各組神經(jīng)元的突起長度（Neurite Length），樹突總長度（TDBL），樹突分支數(shù)（TDBTN）。使用Western Blot和定量PCR技術(shù)評價NFATc4/3去磷酸化過程以及靶基因BDNF的轉(zhuǎn)錄水平的改變。
　　結(jié)果:實驗結(jié)果顯示，照射后第一天，2Gy和8Gy組神經(jīng)元活性分別降低至未照射組的84%(p<0.0001)和86%(p<0.0001)，照射后第三天分別降低至91%(p

4、=0.0019)和89%(p=0.002)。照射后第一天，2Gy和8Gy照射將突起長度均降低至對照組的28%(2Gy: p<0.0001；8Gy: p=0.001)；照射后第三天，分別降低至對照組的23%(p<0.0001)和34%(p<0.0001)。照射后第一天，2Gy和8Gy照射將TDBL分別降低至對照組的15%(p=0.058)和25%(p<0.0001)，照射后第三天，分別降低至對照組的16%(p=0.066)和29%(p=0

5、.001)。照射后第一天，TDBTN在各組間未見統(tǒng)計學(xué)差異（p=0.256），照射后第三天，2Gy和8Gy組的TDBTN分別降低至未照射組的20%(p=0.033)和28%(p=0.002)。2Gy和8Gy照射在第一天和第三天能夠阻滯NFATc4/3去磷酸化過程，并在第一天降低靶基因BDNF的轉(zhuǎn)錄水平。外源性BDNF，作為NFATc4/3信號通路的激活劑，能夠促進NFATc4/3去磷酸化過程，增加靶基因BDNF的轉(zhuǎn)錄水平，最終緩解電離輻

6、射對神經(jīng)突起生長發(fā)育的抑制作用，相反，外源性CsA，作為NFATc4/3信號通路的抑制劑，能夠抑制NFATc4/3去磷酸化過程，降低靶基因BDNF的轉(zhuǎn)錄水平，最終加重電離輻射對神經(jīng)突起生長發(fā)育的抑制作用。
　　結(jié)論:電離輻射能夠通過NFATc4/3信號通路抑制原代培養(yǎng)海馬神經(jīng)元的神經(jīng)突起生長發(fā)育過程。外源性BDNF能夠通過激活NFATc4/3信號通路，以正反饋的方式上調(diào)靶基因BDNF轉(zhuǎn)錄水平，從而緩解電離輻射對神經(jīng)突起生長發(fā)育的抑