摘要
电离辐射（ionizingradiation，IR）对机体的损伤以神经系统的改变最为明显，辐射后引起的神经炎症与脑损伤和认知障碍有关。前期研究多集中在辐射对海马发育的影响，对小脑和前额叶皮质发育的影响知之甚少。研究证实小脑和前额叶皮质与认知和学习能力紧密相关，电离辐射可以破坏大脑-小脑静息状态功能连通性从而导致机体产生认知功能障碍。然而，幼年期X射线暴露（≤2Gy）对小鼠小脑和前额叶皮质的影响及发生机制目前并无确切的定论。关于幼年期2GyX射线暴露对小鼠小脑和前额叶皮质不同发育时期、不同神经胶质细胞的影响及其内在机制也未见系统性报道。 目的：探寻小鼠幼年2GyX射线照射所致的小脑和前额叶皮质发育过程中改变，了解辐射后不同脑区胶质细胞数量的改变和神经炎症发生的情况，并浅析其发生的可能机制，寻找辐射对小脑和前额叶皮质的作用靶点，为辐射防护起到一定的指导作用。 方法：购入8周龄C57BL/6J雌雄小鼠共计60只，适应性的喂养1周后，按照2：1的雌雄比随机将其进行合笼。对出生后的仔鼠采用随机性分组：分为对照组和照射组两组（每组仔鼠来自5-6只不同的孕鼠）。仔鼠出生后第一天被称为产后（Postanalday，PD）1天。照射组动物在PD3时接受照射距离100cm，剂量为2Gy（2Gy/min）的全身X射线照射，对照组不做处理。两组动物分别在辐射后1天和辐射后每隔7天记录小鼠体重变化；两组动物按照不同时间被分为8组，分别为产后1、7、21和90天（PD3+1、PD3+7、PD3+21和PD3+90）的对照组和照射组，在不同时间点对动物实施安乐死后进行取材，将样本分类处理，用于后续实验。HE染色、免疫组化实验使用灌注后的脑组织，蛋白印迹实验使用新鲜的脑组织。 结果：（1）与对照组相比，照射组小鼠体重在照射后14天开始下降，持续至照射后56天。（2）小脑组织HE染色显示，照射后1天至照射后7天小鼠小脑外颗粒层细胞厚度变窄（plt;0.01），照射后21天至90天出现炎性细胞浸润，内颗粒层细胞数量减少（plt;0.05）；浦肯野细胞层在照射后7天至90天出现细胞界限不清、排列紊乱，在照射后21天至90天出现浦肯野细胞向内颗粒细胞层迁移及炎性细胞浸润。（3）前额叶皮质HE染色显示，照射后7天至90天出现炎性细胞浸润，胞体形态不规则，核固缩或溶解。（4）与PD3+7相比，对照组小鼠小脑小胶质细胞标志蛋白IBa1表达均增加，且增加高峰期在PD24，照射组小鼠小脑小胶质细胞数量在PD3+21增加（plt;0.05），其余时间点无变化；与PD3+7相比，对照组小鼠前额叶皮质IBa1蛋白表达均增加（plt;0.05，plt;0.01），增加高峰期也在PD24，照射组小鼠前额叶皮质小胶质细胞数量从PD3+7增加至PD3+90。（5）与PD3+7相比，对照组小鼠小脑星形胶质细胞标志蛋白GFAP阳性细胞数量均减少（plt;0.05），与对照组相比，照射组小鼠小脑GFAP阳性细胞数量在PD3+7下降（plt;0.05），其余时间点无明显变化；与PD3+7相比，对照组小鼠前额叶皮质中星形胶质细胞数量呈时间依赖性下降，照射组小鼠前额叶皮质星形胶质细胞数量呈现时间依赖性下降。（6）与对照组相比，照射组小鼠小脑组织中NLRP3蛋白仅在PD3+7表达上调，caspase-1蛋白表达在PD3+7和PD3+21增加（plt;0.05），ASC无明显改变；与对照组相比，照射组前额叶皮质中NLRP3和caspase-1蛋白表达量仅在PD3+7增加（plt;0.05），ASC蛋白表达量在PD3+21降低（plt;0.01）。（7）与对照组相比，照射组小鼠小脑组织中HMGB1、P-P65/P65蛋白表达量在PD3+7和PD3+21增加（plt;0.05）；而前额叶皮质中HMGB1、P-P65/P65蛋白表达量仅在PD3+7增加（plt;0.05）。（8）与对照组相比，照射组小鼠小脑中IL-1β蛋白表达量在PD3+7后的各个时间点均有增加（plt;0.05，plt;0.01）；TNF-α蛋白表达量在PD3+7开始增加（plt;0.05）；与对照组相比，前额叶皮质中IL-1β蛋白表达量在PD3+7后的各个时间点均有增加（plt;0.05）；TNF-α蛋白表达量仅在PD3+7增加（plt;0.05）。 结论:幼年2Gy的X射线暴露：（1）引起小鼠小脑颗粒细胞层、浦肯野细胞层产生连续性病理改变，前额叶皮质出现炎性细胞聚集。（2）可促进小鼠小脑和前额叶皮质中IBa1阳性小胶质细胞数量增加，GFAP阳性星形胶质细胞数量减少。（3）主要改变的炎症因子是IL-1β。（4）可能通过HMGB1/NF-κB/NLRP3/IL-1β信号通路促进小脑和前额叶皮质神经炎症的发生。（5）7-21天是小脑和前额叶皮质发生损伤的主要时间段。
NETL