電離輻射通過(guò)NFATc4-3信號(hào)通路抑制神經(jīng)突起的生長(zhǎng)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(jìn)行性認(rèn)知功能障礙，其可能源于神經(jīng)突起生長(zhǎng)發(fā)育受到電離輻射的抑制。電離輻射對(duì)神經(jīng)突起生長(zhǎng)發(fā)育（Neurite Outgrowth）的抑制作用在放射性認(rèn)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(duì)神經(jīng)發(fā)生（Neurogenesis）的作用，很少有研究電離輻射對(duì)神經(jīng)突起生長(zhǎng)發(fā)育的作用。轉(zhuǎn)錄因子NFATc4/3被證實(shí)參與了一系列對(duì)神經(jīng)突起生長(zhǎng)發(fā)育至關(guān)重要的靶基

2、因的轉(zhuǎn)錄過(guò)程。因此，本研究利用原代培養(yǎng)的海馬神經(jīng)元去評(píng)價(jià)電離輻射對(duì)神經(jīng)突起生長(zhǎng)發(fā)育的抑制作用，并研究NFATc4/3在該過(guò)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(xiàn)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(dòng)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(cè)量各組神經(jīng)元的突起長(zhǎng)度（Neurite Length），樹(shù)突總長(zhǎng)度（TDBL），樹(shù)突分支數(shù)（TDBTN）。使用Western Blot和定量PCR技術(shù)評(píng)價(jià)NFATc4/3去磷酸化過(guò)程以及靶基因BDNF的轉(zhuǎn)錄水平的改變。
　　結(jié)果:實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)度均降低至對(duì)照組的28%(2Gy: p<0.0001；8Gy: p=0.001)；照射后第三天，分別降低至對(duì)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(duì)照組的15%(p=0.058)和25%(p<0.0001)，照射后第三天，分別降低至對(duì)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(jiàn)統(tǒng)計(jì)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(guò)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(hào)通路的激活劑，能夠促進(jìn)NFATc4/3去磷酸化過(guò)程，增加靶基因BDNF的轉(zhuǎn)錄水平，最終緩解電離輻

6、射對(duì)神經(jīng)突起生長(zhǎng)發(fā)育的抑制作用，相反，外源性CsA，作為NFATc4/3信號(hào)通路的抑制劑，能夠抑制NFATc4/3去磷酸化過(guò)程，降低靶基因BDNF的轉(zhuǎn)錄水平，最終加重電離輻射對(duì)神經(jīng)突起生長(zhǎng)發(fā)育的抑制作用。
　　結(jié)論:電離輻射能夠通過(guò)NFATc4/3信號(hào)通路抑制原代培養(yǎng)海馬神經(jīng)元的神經(jīng)突起生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程。外源性BDNF能夠通過(guò)激活NFATc4/3信號(hào)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(duì)神經(jīng)突起生長(zhǎng)發(fā)育的抑