电磁辐射与阿尔茨海默病的相关性及其机制研究

Epidemiological studies show that electromagnetic radiation (EMR) may be a risk factor for Alzheimer's Disease (AD), but laboratory evidence is not sufficient. Our studies have found that electromagnetic radiation exposure can cause oxidative stress of neurons. Meanwhile oxidative stress of neurons in the brain can contribute to the amyloid beta protein's (Aβ) expression. The scholars unanimously agree with the critical role played by Aβ in AD pathogenesis.And Aβ is the core of senile plaques, which is one of the main pathological manifestations of AD. So this topic is based on the bridge of neuron oxidative stress between the electromagnetic radiation exposure and Aβ expression, to carry out the research on the relationship between electromagnetic radiation and AD. This project uses different radiation sources as treatment and use Sprague-Dawley(SD) rats as the research object. We use the water maze and open field test to detect behavioral change. We use light microscopy, electron microscopy and histochemical methods to detect morphological changes of cerebral cortex, hippocampus and other parts. By RT-PCR and other molecular biology methods, we detect oxidative stress of Aβ-related protein expression and gene-level changes. Our aim is to clarify whether the electromagnetic radiation could cause AD and related molecular mechanisms, and to provide a theoretical basis for the prevention and treatment of disorders of AD caused by electromagnetic radiation.

流行病学研究表明电磁辐射可能是阿尔茨海默病(Alzheimer's Disease, AD)的危险因素，但尚缺乏实验研究证据。我们的研究表明电磁辐射暴露能够引起脑神经元的氧化应激，并促进β淀粉样蛋白(β amyloid protein, Aβ)的表达，学术界一致认同Aβ在AD发病中起关键作用，并且Aβ为核心的老年斑是AD的主要病理表现之一。所以本课题立足于氧化应激在电磁辐射与Aβ之间的桥梁作用，开展电磁辐射与AD间关系研究。以不同辐射源为处理手段，以SD大鼠为研究对象，应用水迷宫和旷场实验等方法检测其行为学改变；以光镜、电镜和组织化学方法检测大脑皮质、海马等部位的形态学改变。应用RT-PCR等分子生物学方法检测氧化应激、Aβ表达等相关蛋白和基因水平的变化。以期阐明电磁辐射是否引起AD疾患及其分子机制，为电磁辐射所引起的AD疾患的预防和治疗提供理论依据。

流行病学研究表明电磁辐射可能是阿尔茨海默病(Alzheimer’s Disease, AD)的危险因素，目前学术界一致认同β淀粉样蛋白(β amyloid protein, Aβ)在AD 发病中起关键作用。我们的前期研究结果表明电磁辐射暴露能够引起神经元的氧化应激，并促进Aβ的表达。本课题旨在于阐明电磁辐射暴露与AD发病之间的关系，并就其机制做初步探讨，重点探讨氧化应激（Oxidative Stress，OS）在促进Aβ蛋白生成增多从而影响AD 发生的这一过程中可能扮演的桥梁作用。取得的研究结果有：①单次或长期的电磁辐射暴露均可以造成大鼠空间认知和记忆能力的损伤，但是两种暴露方式产生损伤效应的时间是不同的，长期持续性的暴露产生效应的时间要远早于单次暴露。单次电磁辐射暴露可使大鼠在照后12个月开始在高剂量组表现出行为学异常，到照后18个月所有暴露组与假辐照相比行为学均出现异常，大鼠海马组织Aβ蛋白含量及氧化应激水平均与行为学的变化相一致，②长期电磁辐射暴露可使大鼠在照后4个月开始就表现出行为学异常，到照后8个月所有暴露组与假辐照相比均出现异常，说明随着照射时间的延长，大鼠的学习和记忆能力在逐渐下降，并出现焦虑和抑郁情绪，而且Aβ相关蛋白的表达量均有明显增加。同时大鼠海马组织抗氧化酶类的活性降低，脂质过氧化水平升高。③对长期暴露处理的大鼠于照后8个月进行了抗氧化剂褪黑素处理。处理后，暴露组大鼠水迷宫实验中与对照组没有显著差异，抗氧化能力明显提升，免疫印迹实验表明，大鼠脑海马区AD相关蛋白表达量有所降低。④对体外培养的大鼠海马神经元细胞分别给予电磁辐射间断或持续照射，神经元细胞均没有出现明显的形态学、氧化应激水平、凋亡的改变，对于Aβ低聚体表达的影响也没有统计学意义，但是与大脑长时程记忆相关的分子CREB却出现了明显改变。这些结果为明确电磁辐射诱发AD提供实验依据，同时为AD的预防及临床治疗提供理论基础。