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第一部分:探讨电离辐射对原代海马神经元NFATc4/3信号通路的作用目的:前期实验表明电离辐射对神经突起的生长具有抑制作用,而NFATc4/3信号通路对于神经元突起生长、突触形成、神经元存活都具有重要作用,因此,我们研究电离辐射对原代海马神经元NFATc4/3信号通路的作用。方法:运用MTT法检测电离辐射对离体原代海马神经元死亡的影响;利用Q-PCR(Quantitative Real-time PCR,实时荧光定量PCR)分析在基因水平神经元BDNF的变化情况;运用Western-Blot法检测在蛋白水平NFATc4/3、磷酸化NFATc4/3(P-NFATc4/3)、糖原合成激酶-3β(Glycogen synthesis kinase-3β,GSK-3β)、钙调磷酸酶的变化情况。结果:MTT实验结果显示,在照射后第1天和第3天,随着剂量的增加,原代海马神经元死亡增多,差异有统计学意义(第1天和第3天,P<0.0001),但4 Gy、8 Gy、10 Gy、12 Gy组间差异无统计学意义(第1天,P=0.5188;第3天,P=0.3428),即表明超过一定的剂量后,电离辐射对原代海马神经元的死亡不具有剂量依赖性。Q-PCR结果显示,海马神经元在经过照射后的第1天和第3天,随着剂量的增大,BDNF在m RNA水平上的表达逐渐降低,差异有统计学意义(单因素方差分析,第1天,P<0.0001;第3天,P=0.001)。Western Blot结果显示,海马神经元在经过照射后的第1天和第3天,随着剂量的增大,去磷酸化的NFATc4/3逐渐减少,差异有统计学意义(单因素方差分析,第1天,P=0.033;第3天,P=0.015)。而磷酸化NFATc4/3(P-NFATc4/3),随着剂量的增大,P-NFATc4/3逐渐增加,差异有统计学意义,(单因素方差分析,第1天,P=0.035;第3天,P=0.022)。但是GSK-3β与钙调磷酸酶,无论是照射后第1天还是照射后第3天,差异均无统计学意义(单因素方差分析,第1天,GSK-3β,P=0.997;钙调磷酸酶,P=0.913;第3天,GSK-3β,P=0.996;钙调磷酸酶,P=0.923)。结论:电离辐射对原代海马神经元NFATc4/3信号通路有抑制作用。第二部分:BDNF和环孢素A调控电离辐射对原代海马神经元NFATc4/3信号通路的作用目的:利用脑源性神经营养因子(brain derived neurotrophic factor,BDNF)和环孢素A(Cyclosporine A,Cs A)调控电离辐射对原代海马神经元NFATc4/3信号通路的影响。方法:利用Q-PCR(Quantitative Real-time PCR,实时荧光定量PCR)分析原代海马神经元在分别经过BDNF、Cs A共培养处理后,BDNF在m RNA水平上的变化情况;运用Western-Blot法检测在经过BDNF、Cs A共培养处理后,原代海马神经元在蛋白水平上NFATc4/3、P-NFATc4/3、糖原合成激酶-3β(GSK-3β)、钙调磷酸酶的变化情况。结果:Q-PCR结果显示,海马神经元经过照射后的第1天,在0 Gy、2 Gy、8 Gy组,加入BDNF和Cs A后,仅8 Gy组差异无统计学意义(单因素方差分析,0 Gy,P<0.0001;2 Gy,P<0.0001;8 Gy,P=0.087)。照射后第3天,在0 Gy、2 Gy、8 Gy组,加入BDNF和Cs A后,差异均无统计学意义(单因素方差分析,0 Gy,P=0.130;2 Gy,P=0.058;8 Gy,P=0.140)。Western Blot结果显示,海马神经元照射后的第1天和第3天,去磷酸化NFATc4/3在加入BDNF和Cs A后,各组间差异均有统计学意义(单因素方差分析,第1天,0 Gy,P=0.002;2 Gy,P=0.001;8 Gy,P=0.001;第3天,0 Gy,P<0.0001;2 Gy,P=0.001;8 Gy,P<0.0001)。各组内,在加入BDNF后,去磷酸化NFATc4/3在蛋白水平的表达均增加,在加入Cs A后,去磷酸化的NFATc4/3在蛋白水平的表达均降低,差异均有统计学意义。P-NFATc4/3正好与去磷酸化NFATc4/3在蛋白水平的表达情况相反,无论是在照射后第1天,还是第3天,各组间差异同样均有统计学意义(单因素方差分析,第1天,0 Gy,P<0.0001;2 Gy;P=0.001;8 Gy,P<0.0001;第3天,0 Gy,P=0.002;2 Gy;P=0.002;8 Gy,P=0.001)。在加入BDNF后,P-NFATc4/3在蛋白水平的表达降低,加入Cs A后,P-NFATc4/3在蛋白水平的表达增加,各组内差异均有统计学意义。对于GSK-3β和钙调磷酸酶而言,无论是在照射后第1天还是第3天,在加入BDNF和Cs A后,各组间差异均无统计学意义(单因素方差分析,第1天,GSK-3β,0 Gy,P=0.378;2 Gy,P=0.751;8 Gy,P=0.333;钙调磷酸酶,0 Gy,P=0.864;2 Gy,P=0.660;8 Gy,P=0.121;第3天,GSK-3β,0 Gy,P=0.691;2 Gy,P=0.263;8 Gy,P=0.818;钙调磷酸酶,0 Gy,P=0.895;2 Gy,P=0.082;8 Gy,P=0.526)。结论:通过加入促进剂BDNF和抑制剂Cs A调控电离辐射对NFATc4/3信号通路的作用,加入BDNF能够改善电离辐射对NFATc4/3信号通路的抑制作用,这可能为临床提供一种潜在的治疗方法。