Stat3在连续电磁辐射暴露致学习记忆功能障碍中的作用研究

电磁辐射损伤学习记忆功能，而成年海马神经发生是学习记忆功能的生理基础，我们前期研究发现，电磁辐射抑制成年海马神经发生，提示这可能是其致学习记忆功能障碍的机制。调控成年海马神经发生的分子机制目前仍不清楚，研究表明，Stat3是调控胚胎期神经发生的关键分子，但Stat3是否参与调控了成年海马神经发生，以及电磁辐射是否通过Stat3而致神经发生损伤，还未见报道。本项目拟通过Morris水迷宫、免疫荧光化学、激光共聚焦、Realtime PCR、Western blot和Chip等技术检测连续电磁辐射暴露对成年海马神经发生和学习记忆功能的影响及Stat3在这一过程中的调控作用，并通过特异性抑制剂和RNAi技术下调Stat3活化水平后，进一步观察电磁辐射对神经发生及学习记忆功能的影响，阐明Stat3在电磁辐射致神经发生损伤及学习记忆障碍中的作用，为电磁辐射损伤防护与治疗提供新的细胞靶点和分子靶点。

电磁辐射损伤学习记忆功能，但其机制不明。成年海马神经发生是学习记忆功能的生理基础之一，本项目以此为切入点，探讨了连续电磁辐射暴露对成年海马神经发生的影响及其分子机制。项目通过Balb/c小鼠建立电磁辐射暴露动物模型，以及体外培养成年海马神经干细胞建立细胞电磁辐射暴露模型，采用Morris水迷宫、免疫荧光化学、激光共聚焦、Realtime PCR、Western blot、EMSA、RNAi和基因转染等技术检测了电磁辐射暴露对海马神经发生的影响及Stat3在这一过程中的调控作用。动物实验研究发现，电磁辐射暴露导致小鼠血清甲状腺激素FT3及FT4降低，Stat3磷酸化水平升高，从而导致海马脑区新生神经元数目减少，小鼠学习记忆功能下降。细胞实验研究发现，电磁辐射暴露影响成体海马神经干细胞增殖以及细胞周期，表现为抑制细胞增殖，使细胞在S期发生阻滞，而其机制可能与上调P21表达有关。进一步研究发现电磁辐射暴露上调抑制神经元分化基因Hes1及Hes5的表达，从而抑制促神经元分化基因Math3的表达，进一步抑制神经元分化基因Tuj1的表达。为探讨电磁辐射所致TH降低对神经发生的影响，我们通过甲状腺激素T3处理培养神经干细胞，发现T3抑制神经干细胞增殖，促进神经干细胞向神经元分化，降低Stat3磷酸化及核转位，而通过Stat3特异性抑制剂Stattic处理可促进神经干细胞向神经元分化，过表达Stat3能明显拮抗T3促神经元分化的作用。以上结果表明：1. 电磁辐射可通过直接作用于成年海马神经干细胞，导致神经元分化减少，从而抑制成年海马神经发生，其机制与电磁辐射上调P21表达抑制细胞增殖，以及上调抑制神经元分化基因Hes1与Hes5表达有关；2. 甲状腺激素具备促进神经干细胞向神经元分化的作用，其分子机制与T3降低Stat3信号通路活化水平相关，电磁辐射可通过降低机体甲状腺激素水平而抑制神经发生。本项目为揭示电磁辐射致学习记忆损伤的细胞靶点及分子机制提供了实验依据，为电磁辐射损伤防护提供了新的靶点。