胚胎中晚期氚內(nèi)照射對大鼠神經(jīng)細胞分布及腦機能的影響.pdf

1、氚(3H)是氫(H)的一種放射性同位素,核電站及研究性聚變堆運行會產(chǎn)生大量的氚,隨著核電站及乏燃料后處理廠的興建,氚的排放量日益增多,氚轉(zhuǎn)化為氚水后,參與天然水的循環(huán),從而進入動物體內(nèi),通過電離輻射影響其機體的生長發(fā)育。
　　神經(jīng)元遷移是大腦皮層組織發(fā)生的關(guān)鍵,它涉及一系列的細胞間相互作用與細胞分化的復(fù)雜過程。神經(jīng)元前體細胞增殖后,在放射狀膠質(zhì)纖維的引導(dǎo)與合適的受體、配體、細胞外因子和神經(jīng)元遷移終止信號參與下,從腦室層遷移到皮質(zhì)板

2、并最終整合成大腦皮層。神經(jīng)元遷移過程中細胞粘附分子如神經(jīng)細胞粘附分子neural cell adhesion molecule(NCAM,包括聚唾液酸化polysialylated的神經(jīng)細胞粘附分子,簡稱PSA-NCAM分子)、雪旺氏細胞源性神經(jīng)細胞粘附分子L1(L1-CAM)、β1整合素起著非常重要的作用,若它們受各種因素影響而表達異常,可能產(chǎn)生神經(jīng)元前體細胞遷移障礙。
　　有研究表明電離輻射能以損傷神經(jīng)元前體細胞、影響神經(jīng)元遷

3、移及神經(jīng)元間正確聯(lián)系等多種方式干擾腦發(fā)育,使其結(jié)構(gòu)異常,機能發(fā)育延遲和低下。本課題組通過體外實驗發(fā)現(xiàn)氚輻射可使鈣離子濃度、微管蛋白和神經(jīng)細胞粘附分子等遷移相關(guān)因子發(fā)生變化,下調(diào)Reelin mRNA、BDNF mRNA、整合素α5β1的表達,影響神經(jīng)細胞遷移。本實驗從大腦皮層神經(jīng)細胞粘附分子NCAM、L1和整合素α5β1表達的變化、行為學(xué)變化及腦神經(jīng)細胞分布改變等角度進行研究,探討氚水宮內(nèi)照射對仔鼠腦機能的影響及其機制。
　　目的

4、:通過腹腔單次注射氚水制備大鼠宮內(nèi)受照模型,探討氚水宮內(nèi)照射對仔鼠腦神經(jīng)細胞遷移和腦機能的影響。
　　方法:(1)動物分組:選擇20只SD大鼠,體重(200±20)g,雌雄各半,隨機選擇配對,共配10對。于每日18:00時按配對合籠,次日8:00前查陰栓。發(fā)現(xiàn)母鼠陰栓之日定為胚胎第0天(E0),作為妊娠的開始。仔鼠出生當(dāng)日定為出生后第0天(P0)。胚胎第10天(E10)孕鼠隨機分為實驗組和對照組,每組5只。
　　(2)仔鼠受

5、照模型制備: E10天,實驗組孕鼠給予一次性腹腔注射3.7×106Bq/(g體液)氚水,對照組孕鼠注射等體積的生理鹽水。
　　(3)仔鼠腦標(biāo)本制備:胚胎第18天(E18),每組各選取兩只孕鼠,每只大鼠經(jīng)剖腹手術(shù)各取6只胎鼠。出生后當(dāng)天(P0)每組分別處死12只仔鼠,開顱取腦,于含4％多聚甲醛的磷酸鹽緩沖液中浸泡固定24 h。切除小腦,梯度乙醇脫水后,石蠟包埋。
　　(4)免疫組織化學(xué)染色:用EnVision法進行免疫組化染色

6、,檢測E18、P0仔鼠大腦皮質(zhì)神經(jīng)細胞粘附分子NCAM、L1和細胞表面受體分子--整合素α5β1表達情況,觀察氚β射線內(nèi)照射對神經(jīng)細胞遷移的影響。
　　(5)Morris水迷宮測量仔鼠腦機能:出生后38-42天(P38-P42),利用Morris水迷宮進行逃避實驗和空間探索實驗,測得逃避潛伏期和平臺象限停留時間,了解仔鼠學(xué)習(xí)和記憶能力,分析氚β輻射對仔鼠腦機能的影響。
　　(6)氫質(zhì)子磁共振波譜(1H-MRS)檢測:出生后9

7、0天(P90)利用氫質(zhì)子磁共振波譜檢測仔鼠大腦內(nèi)N-乙酰天門冬氨酸(NAA)及膽堿類化合物(Cho)分別與肌酸類化合物(Cr)比值,分析氚輻射引發(fā)腦神經(jīng)元與神經(jīng)膠質(zhì)細胞分布的改變及其對仔鼠腦機能的影響。
　　(7)統(tǒng)計學(xué)分析數(shù)據(jù)表示為均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)。數(shù)據(jù)分析采用SPSS16.0統(tǒng)計軟件,各組之間進行兩獨立樣本間t檢驗,P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
　　結(jié)果:(1)實驗組動物從E10天孕鼠注射氚水至胎鼠出生時間為1

8、1.5d,由公式算得胎鼠受母體及自身體內(nèi)氚水照射的吸收劑量D胎為1.194Gy。仔鼠從出生后至90d齡受自身體水氚照射的吸收劑量D仔為0.095Gy。仔鼠吸收劑量為出生前后受照劑量之和D=D胎+D仔=1.289Gy。
　　(2)免疫組織化學(xué)分析表明,大腦皮質(zhì)神經(jīng)細胞粘附分子NCAM、L1和受體整合素α5亞基、β1亞基定位于細胞膜和(或)細胞漿,呈棕黃色顆?；蚓€網(wǎng)狀分布。同對照相比,E18及P0實驗組大腦皮質(zhì)神經(jīng)細胞粘附分子NCAM

9、、L1和整合素α5亞基、β1亞基的表達量均減低(P<0.05);
　　(3)Morris水迷宮檢測證實,逃避試驗發(fā)現(xiàn)受照鼠逃避潛伏期較對照鼠明顯延長(P<0.05);空間探索試驗中,受照鼠在平臺象限停留時間明顯低于對照(P<0.05);說明氚β射線宮內(nèi)照射后仔鼠的空間學(xué)習(xí)記憶能力明顯受損,即出現(xiàn)了明顯腦機能障礙。
　　(4)氫質(zhì)子磁共振波譜(1H-MRS)檢測證明,受照鼠腦中NAA/Cr比值較對照組明顯降低(P<0.05),