內(nèi)皮細胞緊密連接在電磁脈沖致血腦屏障開放中的作用及其機制研究.pdf

1、電磁脈沖(ElectromagneticPulse,EMP)是一種前沿極快、頻譜較寬的短高壓脈沖，可由核爆炸以及高壓氣體開關、特斯拉(Telsa)變壓器等強電場儀器設備產(chǎn)生。由于EMP的特殊物理特性，它的生物學效應以及對處于這種電磁輻射環(huán)境中的工作人員或研究人員的健康危害已經(jīng)引起人們的關注。我們前期研究發(fā)現(xiàn)，腦是EMP的敏感器官之一，一定條件的EMP輻照可導致大鼠血腦屏障(Blood-BrainBarrier,BBB)通透性增加，但其分

2、子機制尚不清楚。由于緊密連接(TightJunction,TJ)在維持BBB結構和功能的完整性上發(fā)揮重要作用，本研究以TJ為切入點研究EMP致大鼠BBB開放中的作用及其分子機制。
　　本課題以成年雄性SD大鼠為研究對象，采用白蛋白免疫組織化學、蛋白雜交、硝酸鑭示蹤透射電子顯微鏡(TransmissionElectronicMicroscope,TEM)觀察及伊文思藍(EvensBlue,EB)示蹤等方法觀察一定強度EMP(200k

3、V/m,200次脈沖及400次脈沖)全身輻照后大鼠BBB通透性的變化；采用蛋白雜交和免疫熒光等方法觀察EMP輻照后大鼠大腦皮層腦組織和大腦皮層微血管中TJ相關蛋白(ZO-1,occludin)和細胞骨架蛋白(actin)的表達和分布變化。結果發(fā)現(xiàn)，與假輻照組相比，EMP輻照后0.5h大鼠大腦皮層BBB通透性開始增加，輻照后3h增加最為明顯，輻照后6h開始恢復，輻照后12h恢復至假輻照組水平；透射電鏡結果顯示硝酸鑭示蹤物主要通過微血管內(nèi)皮

4、細胞之間的TJ進入到腦實質，提示TJ損傷是EMP輻照后大鼠BBB通透性改變的主要原因。此外，我們還發(fā)現(xiàn)，TJ蛋白ZO-1的蛋白水平在輻照后0.5h開始下降，3h降至最低，6h開始恢復，并且ZO-1在腦微血管內(nèi)皮細胞上的分布也發(fā)生了相應改變，由原來的連續(xù)性分布變?yōu)榇闋罘植?。EMP輻照后ZO-1蛋白水平和分布的變化與BBB通透性的改變在時間上是一致的。TJ蛋白occludin和細胞骨架蛋白actin的蛋白水平和分布在輻照后無明顯變化。以上

5、結果表明EMP輻照可以引起大鼠BBB通透性的可逆性改變，TJ蛋白ZO-1可能參與了EMP致BBB開放的作用機制。
　　據(jù)文獻報道，蛋白激酶C(Protein KinaseC,PKC)與BBB的通透性及與病理狀態(tài)下BBBTJ蛋白的分布改變密切相關，為了探討EMP致BBBTJ損傷和通透性增加的信號轉導機制，我們采用酶聯(lián)免疫吸附(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay,ELISA)和蛋白雜交的方法檢測了EMP

6、輻照后大鼠大腦皮層腦組織和大腦皮層微血管中總PKC及其相關亞型(PKC-α和PKC-βⅡ)的蛋白水平。結果發(fā)現(xiàn)，與假輻照組相比，總PKC(PKC-α、PKC-βⅠ和PKC-βⅡ)和PKC亞型PKC-βⅡ蛋白水平在輻照后0.5h和1h升高，輻照后6-12h恢復至假輻照組水平，PKC-α蛋白水平在輻照后各時間點無明顯改變。由于酶蛋白水平的變化可以間接反映酶的活性，該結果提示EMP輻照可以增加PKC及其亞型PKC-βⅡ的活性。
　　我們

7、采用PKC的特異性抑制劑(H7)預處理動物，觀察EMP輻照后BBB通透性的變化。結果發(fā)現(xiàn)，與EMP單純輻照組相比，H7預處理組大鼠EMP輻照后BBB通透性明顯降低。由于EMP輻照后可以引起B(yǎng)BB通透性增加及PKC活性增加，而抑制PKC后EMP輻照引起的BBB通透性增加得到減輕，因此可以證明PKC信號通路參與了EMP致大鼠BBB通透性增加的作用機制。
　　研究還發(fā)現(xiàn)PKC的特異性抑制劑(H7)預處理動物后部分阻止了EMP輻照導致的T