【摘 要】
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【目的】自噬与突触可塑性的调节密切相关。本课题组前期研究发现,在微波辐射致Wistar大鼠海马神经元突触可塑性损伤模型中,神经元自噬活化增多,自噬体和突触囊泡共定位明显
【机 构】
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军事科学院军事医学研究院辐射医学研究所;
【基金项目】
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国家自然科学基金资助(No.31570847)
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【目的】自噬与突触可塑性的调节密切相关。本课题组前期研究发现,在微波辐射致Wistar大鼠海马神经元突触可塑性损伤模型中,神经元自噬活化增多,自噬体和突触囊泡共定位明显增加。据此假设,自噬介导突触囊泡的降解影响神经递质的释放,参与微波辐射后突触可塑性损伤的病理生理过程。但自噬影响何种递质的释放尚不清楚,其在微波辐射后突触可塑性损伤中的作用研究尚属空白。深入探讨微波辐射后自噬对突触可塑性的影响及机制,为阐明其损伤机制、寻找敏感指标和防治靶点奠定基础。【材料和方法】采用30mW/cm2微波辐射原代大鼠海马神经元和NGF诱导的PC12细胞,于辐射后6h,采用膜片钳检测原代神经元兴奋性突触后电流(excitatory postsynaptic current,EPSC)的变化;于辐射后1h、6h和24h,采用扫描电镜和高效液相色谱检测PC12细胞形态和递质(Glu和GABA)释放的改变,采用透射电镜观察PC12细胞自噬性结构,采用免疫荧光、Western Blot和图像分析技术检测PC12细胞LC3通量(结合使用氯喹)、自噬标志物(Beclin1和LAMP1)和相关基因(Atg5、Atg7和Atg9)表达的改变;采用LY294002和Rapamycin对PC12细胞自噬分别进行干预,并检测自噬干预后PC12细胞形态和递质释放的改变。【结果】(1)微波辐射后6h,神经元突起缩短、突起之间的连接断裂;EPSC电流密度减低;GABA于辐射后6h释放增加,Glu于辐射后1h释放减少。(2)微波辐射后6h,PC12细胞自噬体和自噬溶酶体增多;LC3通量于辐射后6h增加,Beclin1于辐射后6h表达上调;LAMP1于辐射后12h～24h表达增加,相关基因(Atg5、Atg7和Atg9)于辐射后6h～12h表达上调。(3)于辐射后6h,经LY294002处理,微波辐射后PC12细胞LC3通量减少,突起损伤加重,GABA释放增加,Glu未见改变;经Rapamycin处理,微波辐射后PC12细胞LC3通量增加,细胞形态未见明显改变,GABA释放减少,Glu未见改变。【结论】(1)30mW/cm2微波辐射引起神经元突触可塑性损伤,表现为突起形态损伤、EPSC抑制,Glu释放减少和GABA释放增加,成功建立突触可塑性损伤的细胞模型;(2)30mW/cm2微波辐射导致PC12细胞自噬活化、增多;(3)抑制自噬可引起微波辐射后PC12细胞形态损伤加重,GABA释放增加;(4)自噬增强可通过抑制GABA释放对微波辐射后神经元突触可塑性损伤发挥保护作用。
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