【摘要】：微波輻射可引起熱效應(yīng)損傷,因其輻射強(qiáng)度、時(shí)間及空間不同,可使生物體致死、致殘、致傷,由于其損傷的廣泛性和復(fù)雜性,已越來越引起人們的高度關(guān)注。日常生活中微波輻射及超重現(xiàn)象日益增加,微波熱療逐漸被用于放射線療法,并且隨著長(zhǎng)期星際間任務(wù)的來臨,宇宙生物學(xué)成為新的研究領(lǐng)域,致力于評(píng)估重力改變和微波輻射對(duì)人類健康的影響,目前的研究重點(diǎn)已轉(zhuǎn)向雙因素協(xié)同作用對(duì)機(jī)體的損傷效應(yīng)研究。目前,微波輻射和超重分別對(duì)組織損傷已有報(bào)道,但除本課題組的研究外,未見關(guān)于微波輻射和超重環(huán)境協(xié)同效應(yīng)的報(bào)道,亦無林蛙油作為輻射防護(hù)劑的報(bào)道。 本實(shí)驗(yàn)制備超重環(huán)境和微波輻射雙因素協(xié)同作用損傷的動(dòng)物模型,同時(shí)進(jìn)行林蛙油干預(yù),并檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：超重環(huán)境和微波輻射協(xié)同作用使大鼠爬桿高度、血清乙酰膽堿轉(zhuǎn)移酶和膽堿酯酶活性顯著降低,對(duì)大鼠的運(yùn)動(dòng)及中樞神經(jīng)系統(tǒng)造成影響；并對(duì)肝臟、心臟、腎臟、骨骼肌等多器官系統(tǒng)造成損害,導(dǎo)致大鼠血清丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、肌酸激酶、異檸檬酸脫氫酶、羥丁酸脫氫酶活性及尿素氮含量顯著增高；且使大鼠總抗氧化能力顯著降低；而林蛙油對(duì)超重環(huán)境和微波輻射協(xié)同作用的損傷具有明顯防護(hù)作用。 為了探討微波輻射和超重環(huán)境雙因素協(xié)同作用對(duì)骨代謝的影響,本實(shí)驗(yàn)制備超重環(huán)境和微波輻射雙因素協(xié)同作用損傷的動(dòng)物模型,并分別進(jìn)行林蛙油及角鯊烯干預(yù),而后對(duì)骨代謝相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：微波輻射和超重環(huán)境協(xié)同作用,可導(dǎo)致大鼠血清及骨組織骨鈣素含量、堿性磷酸酶活性及降鈣素含量降低,引起血清鈣、磷含量升高及骨組織鈣、磷含量降低,并導(dǎo)致血清及骨組織羥脯氨酸含量升高及抗酒石酸酸性磷酸酶和酸性磷酸酶活性降低。微波輻射和超重環(huán)境協(xié)同作用可能通過抑制成骨作用及增強(qiáng)溶骨作用,并減少骨鈣化的原料,從而導(dǎo)致骨代謝紊亂,林蛙油和角鯊烯干預(yù)具有一定的保護(hù)效應(yīng),且林蛙油的作用優(yōu)于角鯊烯。 微波輻射對(duì)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的影響已逐漸成為研究的熱點(diǎn),目前與微波輻射損傷有關(guān)的細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路主要包括MAPKs、JAK/STAT、PKC、GPCR、GluR及NF-κB等信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,尚無BMP/LIMK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑相關(guān)報(bào)道。BMPs調(diào)節(jié)多種細(xì)胞內(nèi)過程,包括細(xì)胞分化和遷移等,BMPs的信號(hào)由BMPR轉(zhuǎn)導(dǎo),LIMK1與BMPRⅡ胞內(nèi)段的尾部作用時(shí),可抑制激酶活性。目前研究證明,Cofilin是LIMK1在細(xì)胞內(nèi)唯一已知的基質(zhì)。Cofilin是Actin去聚合/絲切因子家族蛋白的一員,主要功能是加強(qiáng)Actin的動(dòng)力,幫助細(xì)胞的移動(dòng)及驅(qū)化性。Actin通過解聚、聚合的動(dòng)態(tài)變化,維持細(xì)胞形態(tài)、極性、促進(jìn)細(xì)胞游走、胞質(zhì)分裂,參與胚胎發(fā)生、器官形成等多種生理及病理過程。為進(jìn)一步明確微波輻射和超重環(huán)境雙因素協(xié)同作用對(duì)骨代謝影響的分子生物學(xué)機(jī)制,本實(shí)驗(yàn)選擇BMP/LIMK1信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路進(jìn)行研究,并觀察林蛙油和角鯊烯干預(yù)的效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：微波輻射和超重環(huán)境協(xié)同作用導(dǎo)致BMPs及BMPR Ⅱ蛋白含量及基因表達(dá)降低,引起其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路下游的LIMK1激活,p-LIMK增加,導(dǎo)致p-Cofilin含量增加,破壞磷酸化與去磷酸化Cofilin之間的平衡,影響細(xì)胞骨架的分布和聚合,進(jìn)而抑制成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的增殖和分化,破壞了骨代謝的平衡。林蛙油和角鯊烯對(duì)超重輻射所致BMPs和BMPR Ⅱ降低及LIMK1和Cofilin過度激活的損傷具有保護(hù)作用,但林蛙油的保護(hù)效應(yīng)更顯著。 本課題首次就微波輻射和超重環(huán)境雙因素協(xié)同作用及林蛙油干預(yù)對(duì)骨代謝的影響及BMP/LIMK1信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路相關(guān)機(jī)制進(jìn)行研究,為臨床骨科防治超重環(huán)境下微波輻射傷的深入研究提供參考依據(jù),為骨質(zhì)疏松癥等的病因和防治措施研究及促進(jìn)骨損傷愈合的研究提供理論支持和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：R142

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