电磁辐射对原代培养皮层神经元tau蛋白磷酸化的影响及其机制初步探讨

摘要

目的：随着科学技术和信息技术的进步和发展，在人类生存空间中的电磁辐射日益增强，电磁辐射辐照的生物效应、机理和防护已成为人们关注的热点问题。大量证据表明，电磁辐射辐照以中枢神经系统(central nervous system，CNS)的损伤最为显著，电磁辐射辐照致中枢神经系统损伤的早期表现是神经系统功能障碍，主要表现是学习记忆功能障碍，而电磁辐射辐照导致神经系统功能障碍的重要原因之一是神经元的损伤。tau蛋白主要存在于神经元中的一组微管相关蛋白，其生物学功能是调节微管动力、突出运输和神经突生长。病理状态下，tau蛋白的异常过度磷酸化导致微管亲和性降低，进而导致微管不稳定和轴浆运输下降，从而引发神经退行性病理改变，最终引起学习记忆功能障碍。细胞周期素依赖性蛋白激酶5(cyclin dependent kinase5，CDK5)和糖原合成激酶-3β(glycogen synthase kinase-3β，GSK-3β)是最重要的调节tau蛋白磷酸化的蛋白激酶。本研究旨在研究电磁辐射对神经元中tau蛋白磷酸化的影响及初步探讨其相关机制，为电磁辐射辐照致中枢神经系统损伤机制提供新的研究线索。
　　 方法：(1)采用平均功率密度为90mW/cm2电磁波辐照原代培养的SD大鼠皮层神经元10 min建立神经元损伤模型。(2)采用CCK-8检测试剂盒，检测电磁辐射辐照后神经元活性变化。(3)采用免疫细胞化学(ICC)方法，分析电磁辐射辐照后神经元突出长度变化情况。(4)采用Western-blot技术，检测tau蛋白磷酸化位点ser199/202、ser396、ser404磷酸化水平。(5)采用Western-blot技术，检测CDK5抑制剂Roscovitine、GSK-3β抑制剂Licl、calpain抑制剂PD150606单独或联合预处理对tau蛋白磷酸化的影响。(6)采用免疫细胞化学(ICC)方法，分析CDK5抑制剂Roscovitine、GSK-3β抑制剂Licl、calpain抑制剂PD150606单独或联合预处理后对神经元突出损伤的影响。
　　 结果：(1)电磁辐射辐照后可导致神经元活性在辐照后6h、12h显著降低。(2)电磁辐射辐照后1h、3h，神经元突出长度明显缩短。(3)原代培养大鼠皮层神经元tau蛋白ser404位点磷酸化程度在电磁辐射辐照后1h、3h明显增强，而ser199/202、ser396位点磷酸化程度变化不明显。(4)CDK5抑制剂Roscovitine、GSK-3β抑制剂Licl、calpain抑制剂PD150606单独或联合预处理对tau蛋白ser404磷酸化位点的过度磷酸化有明显抑制作用。(5)CDK5抑制剂Roscovitine、GSK-3β抑制剂Licl、calpain抑制剂PD150606单独或联合预处理可明显拮抗电磁辐射辐照引起的神经元突出长度的缩短。
　　 结论：电磁辐射辐照可引起神经元明显损伤并可引起神经元tau蛋白ser404位点过度磷酸化，同时CDK5、GSK-3β和calpain参与其中。这些结果为研究电磁辐射辐照致神经元损伤机理以及防护措施提供了新的研究线索。

目录

文摘

英文文摘

英文缩写一览表

前 言

第一部分 电磁辐射辐照致神经元损伤的研究

材料与方法

结 果

讨 论

小 结

第二部分 电磁辐射辐照对神经元tau蛋白磷酸化的影响

材料与方法

结 果

讨 论

小 结

第三部分 电磁辐射辐照致神经元tau蛋白过度磷酸化和神经元损伤机制的探讨

材料与方法

结 果

讨 论

小 结

全文总结

致谢

参考文献

文献综述 阿尔茨海默病中tau蛋白的研究进展

参考文献

研究生期间发表文章情