劉 勇 黃尉初 周 文 劉大星 王修德

研究表明，中樞神經(jīng)系統(tǒng)是電磁輻射最為敏感的靶器官，急性電磁輻射能夠損害中樞神經(jīng)系統(tǒng)的學習記憶功能［1，2］。隨著環(huán)境電磁輻射污染日益嚴重，探討低劑量電磁輻射對職業(yè)接觸者和普通人群的影響特點和規(guī)律，具有十分重要的現(xiàn)實意義。中樞神經(jīng)系統(tǒng)有多種學習記憶類型，除了海馬腦區(qū)具有學習記憶功能外，小腦已被證實是運動性學習記憶的主要功能腦區(qū)［3］。突觸長時程抑制(long term depression， LTD)是小腦運動性學習記憶功能的神經(jīng)電生理基礎［4］，小腦 LTD的形成和保持受普肯耶細胞膜上AMPA(α－amino－3－h(huán)ydroxy－5－methyl－4－isoxazolepropionic acid)受體的調控，其中谷氨酸受體2(glutamate receptor 2，GluR2)及其磷酸化形式在LTD過程中起核心作用［5，6］。本研究模擬電磁輻射的短期職業(yè)接觸環(huán)境，觀察電磁輻射后小腦普肯耶細胞上GluR2及其磷酸化蛋白質定位表達水平的變化，探討低劑量電磁輻射對大鼠小腦運動性學習記憶功能的影響特點和規(guī)律。

材料與方法

1.實驗儀器和試劑:PM20顯微數(shù)碼照相系統(tǒng)(Olympus，Japan);羊抗鼠GluR2多克隆抗體(Santa Crus，USA);羊抗鼠磷酸化GluR2(Ser880/831)多克隆抗體(Santa Crus，USA);辣根過氧化物酶標記的兔抗山羊二抗(北京中杉);濃縮型DAB試劑盒(北京中杉);多聚賴氨酸(Sigma，USA);過氧化物酶標記的鏈霉卵白素染色試劑盒(北京中杉)。

2.實驗動物及分組:健康雄性Wistar大鼠60只，體重180～220g，隨機分為假性輻射組(0mW/cm2，30min/d，7天)和電磁波輻射組(5mW/cm2，30min/d，7天)，輻射組又設定輻射后0、3、12、24、72h等5個時相點，每組10只大鼠。

3.電磁輻射處理:每天將輻射組大鼠置于反射系數(shù)近似為零的微波暗室內，在旋轉平臺上以平均功率密度為5mW/ cm2的S波段電磁波進行全身均勻輻射30min，連續(xù)7天，模擬職業(yè)電磁輻射暴露環(huán)境;假輻射組大鼠在相同條件下，每天以0mW/cm2的電磁波進行處理。暗室環(huán)境溫度穩(wěn)定于20 ±2℃，相對濕度穩(wěn)定于(60±10)%。

4.GluR2的定位表達檢測:采用免疫組織化學方法檢測大鼠小腦普肯耶細胞上GluR2及其磷酸化蛋白質的定位表達水平。具體方法是:在相應時相點取大鼠小腦組織，4%多聚甲醛液固定，制成石蠟切片，切片脫蠟至水后，按SP法進行免疫組化標記(實驗步驟參照試劑盒使用說明書進行)，DAB試劑盒顯色，蒸餾水充分沖洗，二甲苯透明，中性樹膠封片。使用PM 20顯微數(shù)碼照相系統(tǒng)采集圖片，每個時相點、每個切片隨機采集5～8個視野(即5～8幅測試圖像)，用Image－Pro Plus(Media Cybernetics Inc.USA)圖像分析系統(tǒng)測算其中3幅染色效果一致的圖像的平均光密度值，進行定量分析。

5.統(tǒng)計學方法:采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析，實驗數(shù)據(jù)用均數(shù)±標準差±s)表示，應用方差齊性檢驗和t檢驗，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

結果

1.電磁輻射對大鼠小腦普肯耶細胞上GluR2蛋白質定位表達的影響:實驗結果顯示，與假性輻射組相比，電磁輻射后0、3、12、24、72h等各時相組大鼠小腦普肯耶細胞上GluR2蛋白質均正常表達于胞膜和胞質中，且表達量沒有顯著變化(圖1、圖2)。

2.電磁輻射對大鼠小腦普肯耶細胞上磷酸化GluR2蛋白質定位表達的影響:實驗結果顯示，與假性輻射組相比，電磁輻射后0、3、12、24、72h等各時相組大鼠小腦普肯耶細胞上磷酸化GluR2蛋白質均正常表達于胞膜和胞質中，且表達量沒有顯著變化(圖3、圖4)。

討論

神經(jīng)科學研究表明，小腦不僅是維持機體平衡的重要器官，也是運動性學習記憶的主要功能腦區(qū)［7］。普肯耶細胞是小腦皮質唯一的傳出性神經(jīng)元，在小腦學習記憶過程中起核心作用［8］。突觸長時程抑制(LTD)是小腦運動性學習記憶功能的神經(jīng)電生理學基礎，普肯耶細胞突觸后膜上的GluR2是LTD形成過程中最為關鍵的蛋白質分子［9，10］。GluR2通過自身的磷酸化改變，將神經(jīng)信號從突觸前膜傳遞到突觸后膜，并最終形成學習記憶［11］。

中樞神經(jīng)系統(tǒng)作為電磁輻射最為敏感的靶器官，其學習記憶功能障礙是最典型的損傷效應。大量研究證實，急性電磁輻射可導致中樞神經(jīng)系統(tǒng)學習記憶功能損傷。而日益嚴重的環(huán)境電磁污染也時刻威脅著人們的健康。目前在電磁輻射領域對學習記憶損傷的研究主要集中在海馬腦區(qū)，而電磁輻射致小腦運動性學習記憶功能損傷的特點及其相關機制，卻鮮見有文獻報道。因此，探討二者之間的關系具有非常重要的意義。

本實驗模擬短期低劑量的電磁輻射環(huán)境，探討該輻射環(huán)境對小腦普肯耶細胞GluR2及其磷酸化蛋白質定位表達的影響。實驗結果顯示，大鼠每天給予5mW/cm2的電磁波全身均勻輻射30min，連續(xù)7天，大鼠小腦普肯耶細胞GluR2及其磷酸化蛋白質的定位表達水平?jīng)]有發(fā)生顯著變化。由于GluR2的磷酸化改變在與小腦運動性學習記憶功能直接相關的突觸長時程抑制過程中起核心作用，而在本實驗模擬的短期低劑量電磁輻射環(huán)境下GluR2的磷酸化水平?jīng)]有發(fā)生顯著變化，因此我們推測，短期接觸低劑量的電磁輻射可能不會損害小腦的學習記憶功能。這一推測有待于進一步的研究證實。

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