基于miRNA对NMDAR信号通路的调控在微波辐射致突触可塑性改变中作用的基础研究

微波辐射的生物危害越来越受到国内外学者的广泛关注。研究表明，微波辐射可引起认知功能下降和突触可塑性损伤，NMDAR信号通路在其中起重要作用。miRNA是一种内源性的、长度约为22nt的非编码RNA，可通过对NMDAR信号通路调节在突触可塑性改变中起重要作用。然迄今，微波辐射后miRNA对NMDAR信号通路的调节及其对突触可塑性的影响尚属空白。为此，本研究拟在既往研究的基础上，采用生物电磁学、神经和分子生物学等技术，从分子、细胞和整体水平探讨miRNA对NMDAR信号通路的调控在微波辐射致突触可塑性改变中的作用。重点研究微波辐射后大鼠海马组织中miRNA表达谱；对差异显著和与NMDAR信号通路紧密相关的miRNA进行组织定位和靶基因预测；目的miRNA和NMDAR信号通路的相互作用及其对突触可塑性的影响等。为阐明微波辐射致突触可塑性改变中的分子机制、寻找敏感生物标志物和防治靶点奠定基础。

微波辐射生物危害备受关注。研究表明，微波辐射可引起认知功能下降和突触可塑性损伤，NMDAR通路在其中起重要作用。miRNA是一种内源性非编码RNA，可调节NMDAR通路影响突触可塑性。然微波辐射后miRNA对NMDAR通路的调节及其对突触可塑性的影响尚未揭示。本研究探讨了微波辐射后大鼠海马miRNA表达谱；对差异显著和与NMDAR通路相关的miRNA进行组织定位和靶基因预测；miR-219-5p和NMDAR通路的相互作用及其对突触可塑性的影响等。. 本项目主要研究发现：①30mW/cm2微波辐射后大鼠学习记忆能力障碍，海马神经递质代谢紊乱，海马结构特别是突触结构损伤。表明成功建立微波辐射致大鼠海马突触可塑性损伤的动物模型。②30mW/cm2微波辐射后7d，大鼠海马组织85个miRNAs差异变化，其中12个miRNA显著上调，73个miRNA显著下调；辐射后14d，18个miRNAs出现差异改变，其中2个miRNA显著上调，16个miRNA显著下调。表明差异miRNAs参与微波辐射海马损伤过程，是微波辐射致海马损伤的重要机制之一。③微波辐射后大鼠海马差异miRNA预测靶基因的功能主要涉及学习记忆、能量代谢、增殖与死亡、细胞周期、信号传导、血脑屏障、离子通道等。表明微波辐射致大鼠海马损伤是miRNA通过对靶基因的协同调控作用结果。④miR-219-5p、miR-125b-5p、miR-338、miR-125a-5p、miR-181a、miR-9以及let-7b的Real-time PCR验证结果与芯片结果一致，它们的靶基因功能及其参与的信号通路与学习记忆密切相关。表明上述miRNA是参与调控微波辐射学习记忆障碍的重要效应分子。⑤ 30mW/cm²微波辐射后大鼠海马及PC12细胞NMDAR通路活化，miR-219-5p下调。表明其参与微波辐射致突触可塑性损伤的过程。⑥ 30mW/cm²微波辐射后PC12细胞突触可塑性损伤，辐射后miR-219-5p下调可通过增加靶基因CaMKIIγ表达，增强NMDAR信号通路活化，是微波辐射造成突触可塑性损伤的重要机制。. 本研究发表SCI论文5篇，授权国家发明专利4项，培养博士生3名、硕士生1名。本研究将为阐明微波辐射致突触可塑性改变的分子机制、寻找敏感生物标志物和防治靶点奠定基础，具有重要的理论意义和实际应用价值。