MAPK信号通路在电磁脉冲辐照致脑小胶质细胞活化中的作用研究

前期研究发现，电磁脉冲（EMP）辐照可致大鼠血脑屏障通透性增加，以致血液中大分子物质如白蛋白漏出至脑实质。据报道白蛋白可通过活化小胶质细胞引起脑内炎症反应。MAPK通路是细胞内重要的信号转导系统，其在小胶质细胞活化中发挥重要作用。本课题拟以脑小胶质细胞为切入点，通过病理学、分子生物学、细胞培养等方法研究EMP辐照对在体和离体小胶质细胞形态和功能的影响，揭示EMP辐照后小胶质细胞的活化规律，明确EMP对小胶质细胞的直接和/或间接作用；通过研究EMP辐照后小胶质细胞活化与MAPK家族三条主要通路（ERK、JNK和p38MAPK）关键信号分子在时间和空间上的动态变化规律，并对其相关性进行分析，提出EMP辐照致脑小胶质细胞活化的主要MAPK信号通路；通过MAPK相关通路特异性抑制剂的应用，进一步证明MAPK信号通路在EMP致脑小胶质细胞活化中的作用, 为EMP对中枢神经系统的辐射损伤防护提供思路。

我们前期研究发现，一定参数的电磁脉冲（EMP）辐照可致大鼠血脑屏障通透性增加，以致血液中大分子物质如白蛋白漏出至脑实质。据报道，白蛋白可通过活化小胶质细胞引起脑内炎症反应。MAPK通路是细胞内重要的信号转导系统，其在小胶质细胞活化过程中发挥重要作用。本课题以脑小胶质细胞为实验对象，通过病理学、分子生物学、细胞培养等方法首先研究了EMP辐照（200kv/m,200次脉冲）对在体和离体脑小胶质细胞形态和功能的影响，结果显示：EMP辐照后小胶质细胞形态发生改变，大鼠大脑皮层OX-42的表达量及OX-42阳性细胞数目于辐照后1h即明显增加（P<0.05），6h达最大值（P<0.05），12 h开始恢复（P<0.05），24h恢复至假辐照水平；原代培养的大鼠脑小胶质细胞及建系的小鼠脑小胶质细胞（BV-2）在EMP辐照后其变化规律与在体实验结果一致， 提示，EMP辐照可诱导在体和离体小胶质细胞的活化，影响脑小胶质细胞的分泌功能；EMP对小胶质细胞活化具有直接作用。为明确EMP致小胶质细胞活化的机制，我们继而研究了EMP辐照后MAPK家族三条主要通路（ERK、JNK和p38MAPK）关键信号分子在时间和空间上的动态变化规律，并与EMP辐照后脑小胶质细胞活化规律进行相关性分析，结果显示：EMP辐照后大鼠大脑皮层及两种离体培养小胶质细胞的p38及磷酸化p38（P-p38）蛋白表达水平都明显升高（P<0.05），并于24h恢复到假辐照水平，ERK、P-ERK、JNK、P-JNK蛋白水平无明显变化。应用p38特异性抑制剂SB203580预处理离体培养的脑小胶质细胞，部分阻止了EMP辐照引起的小胶质细胞分泌NO、TNF-α、IL-10、IL-1β等活性物质的变化。提示，p38MAPK信号通路可能参与了EMP致小胶质细胞的活化过程。上述结果为EMP对中枢神经系统的辐射损伤防护提供了思路。