突触素Ⅰ磷酸化改变在微波辐射致氨基酸递质释放和转运异常中的作用研究

随着微波技术的广泛应用，其辐射生物效应备受关注。研究表明一定剂量微波辐射可引起学习记忆能力障碍，但其机制尚不明确。突触可塑性是学习记忆的神经生物学基础。神经递质通过囊泡胞吐在突触传递过程中充当信使的角色，其中囊泡锚定过程是突触胞吐发挥作用的始发阶段，突触素I在其中发挥至关重要的作用。氨基酸类神经递质是脑中重要的递质，参与了LTP以及学习记忆过程。因此本研究拟建立微波辐射后的大鼠和神经细胞损伤模型，探讨微波辐射后突触素Ⅰ磷酸化改变在微波辐射致氨基酸递质释放和转运异常中的作用机制。重点研究微波辐射后突触素Ⅰ磷酸化存在异常的环节，与其改变相关的激酶，受影响的氨基酸递质释放改变及其囊泡转运体，以及突触素I异常所致的突触结构改变，并采用突触素Ⅰsh RNA、相关激酶以及氨基酸受体抑制剂进行干预以验证其损伤机制，为防治微波辐射致学习记忆障碍提供靶点。

中枢神经系统作为微波辐射最敏感的靶器官之一，其引起学习记忆能力下降等中枢神经系统症状的机制仍有待研究。在突触前，磷酸化的突触素I调节神经递质的释放与转运，启动突触传递过程。微波辐射后神经递质释放异常是学习记忆功能障碍的重要原因之一，但其机制尚不明确。因此本项目以突触素I为靶点，着眼微波辐射致突触结构损伤及突触前氨基酸递质释放与转运的机制进行深入探讨。.本项目包括四方面：微波辐射损伤动物和细胞模型的建立；微波辐射后与突触素I改变相关突触结构研究；微波辐射后突触素I及其磷酸化改变研究；突触素Ⅰ磷酸化改变相关激酶在微波辐射致氨基酸神经递质释放与转运异常中的作用研究。.结果表明30mW/cm2微波辐射可致大鼠空间学习和记忆能力下降，海马齿状回及CA3区神经元结构损伤，苔藓纤维出芽抑制，突触素I表达减少；提示微波辐射可能通过抑制海马突触素I的表达致突触结构损伤，最终促使学习记忆能力下降。大鼠海马ERK及Cdk5依赖的突触素I磷酸化增加，VGLUT1及VGAT表达异常，Ser-553位点磷酸化突触素I和VGAT均在突触前堆积的囊泡表达量增加；提示MAPK通路及Cdk5激酶活化致囊泡锚定异常，其中Cdk5可能通过影响Ser-553位点突触素I的磷酸化而抑制GABA释放。神经细胞磷酸化ERK、Cdk5和Ser-62/67位点突触素I表达增强，Ser-553位点突触素I表达减少，GABA和Gly释放减少，囊泡循环速度减慢。给予U0126，磷酸化ERK和Ser-62/67位点突触素I表达减少，氨基酸释放未见明显改变；给予Roscovitine，Cdk5表达减少，Ser-553位点突触素I表达增加，GABA释放增加；给予突触素I shRNA，突触素I和磷酸化突触素I表达下调，GABA释放减少。提示30mW/cm2微波辐射可致Cdk5活性增加，进而抑制Ser-553突触素I磷酸化，最终导致GABA转运与释放的障碍。.本研究发现微波辐射后突触素I表达下调促使突触结构损伤，Cdk5表达增加可通过抑制Ser-553位点突触素I 的磷酸化而抑制GABA的转运和释放，提示Cdk5可作为防治微波辐射脑损伤的潜在药物靶点，但Cdk5在微波辐射致脑损伤的其它环节中如何发挥作用，仍需进一步深入研究。此外，微波辐射后ERK活化促进Ser-62/67位点突触素I的磷酸化，是否影响其它神经递释放仍需进一步研究。