低剂量辐射刺激中脑多巴胺神经发生及其Wnt/β-catenin分子机制的研究

帕金森病（PD)是老龄相关的严重神经退行性疾病，其黑质多巴胺神经元变性丢失是导致疾病发生和进行性发展的根本原因。探索促进内源性神经发生、纠正多巴胺环路失衡，具有预防和治疗PD的重要价值。近年研究表明，成年动物中脑存在神经干细胞/前体细胞并具有多巴胺神经元分化潜能，而Wnt/β-catenin信号是激活其增殖分化的重要调控因子。神经干细胞对辐射刺激极其敏感，我们预实验发现低剂量X-线照射能够诱导老龄动物脑内Wnt/β-catenin信号分子表达和刺激神经发生活动。本项目拟在前期基础上，应用老龄小鼠、PD小鼠模型和神经干细胞体外辐射实验，研究低剂量电离辐射对于中脑神经发生的生物效应与分子机理问题：是否促进内源性神经干细胞增殖和分化？是否通过激活Wnt/β-catenin信号途径？是否对PD症状产生治疗效果？阐明低剂量辐射刺激多巴胺神经发生的有益作用，有可能开拓一条防治脑老化和PD疾病的新途径。

本项目的主要目标是应用神经干细胞培养和动物实验方法，研究阐明低剂量辐射刺激中脑神经干细胞或神经发生的生物效应、及其可能的Wnt/β-catenin信号调控机制。我们按期完成项目的主要计划与研究内容。课题取得的主要进展与结果：1）采用神经干细胞培养方法，成功建立中脑和海马神经干细胞的克隆培养体系和神经干细胞特性鉴定；2）通过比较分析确定中脑神经干细胞的生存增殖、细胞迁移与细胞凋亡特点，神经干细胞向神经元和胶质细胞分化特点，及其神经营养因子合成能力或神经营养特性,发现中脑神经干细胞具有较低的增殖活性、较高的多巴胺神经元分化潜能或多巴胺神经元营养支持特定；3）通过定性和定量分析研究，确认Wnt/β-catenin信号分子在中脑神经干细胞定位表达及其对辐射的反应特点，明确低剂量电离辐射刺激促进神经干细胞增殖和分化作用，及其选择性Wnt信号阻断剂IWR-1干预处理对Wnt信号表达、干细胞生存增殖和细胞迁移的抑制效应；4）采用动物模型实验，观察证明中脑黑质细胞具有丰富Wnt/β-catenin信号分子的定位表达，但是对于中脑体内辐射生物效应的结果，需待深入分析和进一步实验验证。.本项目的主要发现是初步揭示了低剂量电离辐射对中脑神经干细胞增殖分化的刺激作用及其Wnt/β-catenin信号通路介导机制，研究同时提示促进中脑神经干细胞功能的方法对于多巴胺神经元的支持保护和神经退行性疾病可能具有潜在应用价值，研究结果为进一步探索脑老化和帕金森病的防治新策略提供重要的实验依据。本项目共发表论文九篇，参编专著一部，国际专业学术研讨会并作会议发言两次，培养研究生四名（其中毕业博士生一名）。