电磁辐射对神经细胞线粒体融合-分裂动态平衡的影响及机制探讨

线粒体融合-分裂动态平衡对维持线粒体结构、形态、分布和功能起重要作用。我们前期研究发现，电磁辐射暴露能明显引起皮层神经元线粒体点状片段化增强，提示电磁辐射可能抑制皮层神经元线粒体融合，促进线粒体分裂。本项目拟综合运用现代分子学的多种手段，从整体动物和离体细胞两个层面，观察1800MHz不同剂量的电磁辐射对皮层神经细胞线粒体数量、大小、长度、分布、活性和功能的影响，检测电磁辐射对皮层神经细胞线粒体融合－分裂动态平衡调控蛋白表达的影响。并以平衡关键调控因子-Drp1为重点，通过siRNA干扰、基因突变、调控Drp1翻译后修饰和GTPase酶活性等多种途径，抑制Drp1的表达或活性，探讨改善电磁辐射致神经细胞线粒体融合－分裂动态平衡失衡的生物学途径。通过研究，不仅能够从新的角度揭示电磁辐射致中枢神经系统损伤的机理，而且为电磁辐射致中枢神经系统的损伤提供实验依据。

本项目拟通过探讨电磁辐射致神经细胞线粒体融合－分裂动态平衡失衡的生物学过程，从新的角度揭示电磁辐射致中枢神经系统损伤的机理，并为电磁辐射致中枢神经系统的损伤提供实验依据。我们研究发现：1.原代培养的神经元细胞和Neuro 2a 细胞株暴露于1800 MHz GSM-Talk模式，5分钟开10分钟关间歇模式，暴露24小时，线粒体融合-分裂过程中与分裂相关的调控蛋白Drp1以及与线粒体融合相关的蛋白视神经萎缩蛋白1（OPA1）、Mfn1、Mfn2、TC11蛋白表达都没有变化。进一步检测了LC3蛋白表达的情况，研究结果发现该暴露条件也不能引起LC3蛋白表达的变化。 2.原代培养的胚胎神经干细胞暴露于射频电磁辐射1800 MHz GSM-Talk模式，5分钟开10分钟间断暴露，暴露不同时相点，发现1800 MHz 射频电磁暴露 4 W/kg 辐照3天不影响胚胎神经干细胞凋亡，没有对胚胎神经干细胞的增殖产生影响，没有影响细胞周期分布及其相关调控基因的表达，神经元与星形角质细胞分化的比例未发生改变；分化状态的胚胎神经干细胞暴露于1800 MHz射频电磁辐射 2、4 W/kg 辐照3天后，发现分化产生的神经元的神经突出在4 W/kg剂量辐照后受到抑制，并发现与神经元突出相关的bHLH基因受到影响，促突出发生的NeuroD和Ngn1表达下降，而抑制突出发生的Hes1表达升高。 3.1800 MHz射频电磁辐射暴露可引起小胶质细胞和星形胶质细胞的活化反应，但是差异地引起了炎症蛋白和炎症因子IL-1beta、TNF-alpha、IL-6、COX2、iNOS、NO和PGE2在小胶质细胞和星形胶质细胞的表达和分泌。1800 MHz射频电磁辐射暴露可引起小胶质细胞和星形胶质细胞的差异性炎症反应，并可能与STAT3信号的差异激活有关。 4. 1800MHz射频电磁辐射不能引起GC-2细胞DNA链断裂，但可以引起氧化性DNA碱基损伤，活性氧参与了1800MHz射频电磁辐射引起氧化性DNA碱基损伤。5. 我们将雄性大鼠暴露于50Hz的极低频电磁场，500μT，每天暴露4h，每周暴露7天，连续暴露4w和8w，检测了精子数目、异常率、血清睾酮浓度，观察了该条件下的电磁辐射对睾丸组织病理损伤、精母细胞减数分裂、生精细胞凋亡的情况，发现50Hz的极低频电磁场对精子发生的各个阶段均没有有害效应。