RKIP磷酸化介导的神经元凋亡在微波辐射致海马损伤中的作用及机制

我们前期研究发现，RKIP在微波辐射致海马神经元凋亡中发挥重要作用，其磷酸化修饰参与了辐射损伤，而RKIP对多条凋亡信号通路的调控均依赖于其磷酸化改变。为此，本项目拟继续深入探讨RKIP磷酸化介导的神经元凋亡在微波辐射致海马损伤中的作用及其机制。首先，建立微波辐射致海马损伤动物模型，结合病理形态学观察及细胞凋亡相关检测，研究辐射后磷酸化RKIP及其介导的NF-κB和GPCR通路关键分子表达及相互作用的变化规律；其次，建立微波辐射诱导PC12细胞凋亡模型，研究PKC活化介导的RKIP磷酸化改变在辐射致细胞凋亡中的作用；最后，通过检测GPCR、IKK、IκB磷酸化表达、磷酸化RKIP与GRK相互作用、AP-1和NF-κB转录活性及凋亡基因产物表达等，探讨磷酸化RKIP参与凋亡调控的机制，并研究PKC激动剂与信号通路抑制剂对辐射后细胞凋亡的拮抗作用，为微波辐射脑损伤的防治提供新思路。

我们前期研究首次发现，RKIP为电磁辐射致海马损伤敏感差异蛋白，RKIP对ERK信号通路的调控在微波辐射致神经细胞凋亡中发挥重要调节作用。作为信号转导的枢纽蛋白，RKIP通过其磷酸化改变主要调控ERK和NFκB信号通路。然有关RKIP磷酸化在微波辐射损伤中的作用及机制均未见报道。本项目拟在既往研究的基础上，采用整体实验与离体实验相结合，进一步探讨RKIP磷酸化介导的神经元凋亡在微波辐射致海马损伤中作用及机制。本研究发现：（1）采用平均功率密度30mW/cm2，重复频率1.0kHz，峰值功率200W，脉宽0.5μs的高功率微波辐射大鼠15min，或辐射PC12细胞5min，可导致海马神经元变性、凋亡，PC12细胞凋亡率增加、凋亡小体形成、DNA断裂增多及线粒体膜电位去极化等细胞凋亡早期标志性事件发生，从而建立了良好的微波辐射诱导神经细胞凋亡的动物和细胞模型。（2）微波辐射可通过线粒体依赖的caspase-3信号通路诱导神经细胞凋亡。微波辐射后海马及PC12细胞Cyto c、活性caspase-3及其底物PARP表达均上调，同时，细胞核转录因子NFκB及AP-1转录活性增强，凋亡基因Bax上调、Bcl-2下调，存活基因与凋亡基因表达失衡，凋亡发生。（3）RKIP磷酸化改变参与微波辐射致海马损伤的病理生理过程，PKC介导的RKIP磷酸化对于微波辐射所致神经细胞凋亡具有重要的负调控作用，其调控机制涉及NFκB、ERK等多条信号通路的活化以及信号通路间对话。（4）微波辐射后海马RKIP表达下调及其磷酸化水平的动态变化，导致RKIP对NFκB信号通路的抑制作用减弱，NFκB信号通路活化并可见p-NFκB核移位发生，从而在微波辐射致海马损伤中发挥重要的抗凋亡作用。综上所述，本项目研究揭示了RKIP磷酸化对微波辐射所致神经细胞凋亡的负调控作用及其机制，从而进一步阐明了微波辐射致海马损伤的分子机制。同时，RKIP及其调控的NFκB、ERK等信号通路为微波辐射脑损伤的防治及药物研发提供了重要线索，可能成为微波辐射脑损伤的敏感生物学指标或药物靶标，从而具有潜在的应用价值和广阔的应用前景。