【摘 要】
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目的意义:一定条件微波辐射可引起实验动物认知功能和脑结构的损伤,不同个体对电磁辐射易感性存在差异,但机制尚不清楚。单核苷酸多态性是人类和其他生物个体以及族群之间差异的遗传学基础。脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor,BDNF）参与突触可塑性、神经元存活、新突触的形成以及神经递质的调节等,在脑功能中发挥重要作用。BDNF Val66Met多态性不仅与
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目的意义:一定条件微波辐射可引起实验动物认知功能和脑结构的损伤,不同个体对电磁辐射易感性存在差异,但机制尚不清楚。单核苷酸多态性是人类和其他生物个体以及族群之间差异的遗传学基础。脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor,BDNF）参与突触可塑性、神经元存活、新突触的形成以及神经递质的调节等,在脑功能中发挥重要作用。BDNF Val66Met多态性不仅与学习记忆功能密切相关,且与多种神经精神疾病的发生和发展相关。因此本研究拟构建BDNF Val76Met点突变大鼠,探讨该位点功能及其基因多态性在微波辐射致大鼠认知功能改变易感性中的作用,为揭示电磁辐射易感性的发病机理,寻找电磁辐射致脑损伤的预测指标提供理论依据。材料方法:通过CRISPR/Cas9介导的基因组工程技术构建BDNF Val76Met-cas9点突变大鼠模型;采用X/S波段微波（平均功率密度均为50 mW/cm~2）辐射不同基因型大鼠,15 min/天,连续5 d。采用Morris水迷宫和新物体识别实验检测大鼠学习记忆能力改变;采用H＆E染色、高尔基染色和透射电镜观察大鼠脑和突触结构改变;采用实时荧光定量PCR、免疫蛋白印迹和ELISA检测BDNF的mRNA、蛋白表达和分泌水平改变。结果:（1）BDNF Val76Met-cas9点突变大鼠表型分析:部分Met/Met型大鼠出现脑积水表型,侧脑室显著增大,大脑皮层变薄,以颗粒细胞层减少为主。与Val/Val型相比,Met/Met-非脑积水大鼠在水迷宫及反转实验中平台所在象限探索时间比降低,新物体实验中物体辨别指数降低;海马突触后活性区长度以及大脑皮层和海马的树突棘密度和蘑菇状树突棘占比降低;海马BDNF mRNA和蛋白表达以及血清和脑脊液中BDNF蛋白水平降低。（2）X波段微波辐射对不同基因型大鼠认知功能、突触结构和BDNF表达的影响:辐射后Val/Val型大鼠大脑皮层和海马的树突棘密度和蘑菇状树突棘占比以及突触后致密物厚度均降低;海马BDNF蛋白和mRNA表达下调。辐射后Met/Met型大鼠海马突触后致密物厚度和活性区长度降低;海马BDNF mRNA表达下调。（3）S波段微波辐射对不同基因型大鼠认知功能、突触结构和BDNF表达的影响:辐射后Val/Val型大鼠在水迷宫实验中平均逃避潜伏期延长,平台所在象限探索时间比降低;大脑皮层和海马的树突棘密度和蘑菇状树突棘占比以及海马突触后致密物厚度和活性区长度降低;BDNF mRNA和蛋白表达下调。辐射后Met/Met型大鼠在反转记忆实验中,平均逃避潜伏期降低;海马突触后活性区长度增加;大脑皮层树突棘密度和蘑菇状树突棘占比以及海马DG区颗粒细胞的树突棘密度降低;海马BDNF mRNA表达下调。结论:（1）成功构建了BDNF Val76Met-cas9位点突变大鼠模型,Met/Met型大鼠BDNF表达下降,分泌减少,引起树突棘可塑性降低,导致大鼠空间记忆和事件记忆能力受损;部分出现脑积水表型。（2）X波段和S波段微波辐射（50 mW/cm~2,15 min/d,5 d）均可引起Val/Val型大鼠海马BDNF的mRNA和蛋白表达下调,大脑皮层和海马树突棘可塑性的异常,但S波段微波辐射对Val/Val型大鼠空间学习记忆能力的影响重于X波段。（3）Val/Val型大鼠在空间学习记忆能力、海马CA区树突棘可塑性和BDNF表达等方面,对微波辐射的敏感性高于Met/Met型大鼠。
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