低剂量全脑照射引起不同年龄大鼠认知功能损害的初步实验研究

发布时间：2019-05-20 11:14

【摘要】：目的：电离辐射导致的认知功能障碍已成为研究的热点，但对可导致认知功能障碍的剂量阈值目前仍不清楚。已有研究认为0.1Gy全脑照射即可引起与认知功能相关基因发生改变，但是0.1Gy全脑照射是否会导致认知功能障碍仍不清楚。本研究通过大鼠照射后的行为学检测观察0.1Gy全脑照射是否会引起大鼠认知功能的改变。 方法：将32只1月龄和32只6月龄的健康雄性Sprague-Dawley大鼠随机分为照射组和对照组，每组16只。大鼠给予3.6%水合氯醛（360mg/kg）腹腔注射麻醉后，照射组用Philips SL18型电子直线加速器产生的4MeV电子线进行单次0.1Gy全脑照射，对照组给予0Gy全脑照射。照射结束后第3个月按行为学检测对大鼠刺激从小到大的顺序进行开放场、Morris水迷宫和避暗3项认知功能检测，以观察低剂量电离辐射对大鼠焦虑水平、海马依赖的学习和记忆和情景记忆的影响，实验采用盲法操作。开放场实验检测中记录大鼠10分钟内的总路程及中央路程，Morris水迷宫实验包括定向航行和空间探索，分别记录大鼠找到隐匿平台的潜伏期和在目标象限所在时间百分比，避暗实验中记录大鼠24小时后进入暗箱的潜伏期。行为学检测完毕后取脑进行常规HE染色及电镜检测，观察0.1Gy全脑照射对大鼠大脑皮层和海马区域病理学改变的影响及大鼠海马区域神经元、突触的超微结构的影响。 结果：在Morris水迷宫检测的定向航行实验中，6月龄大鼠寻找隐匿平台的潜伏期明显长于1月龄大鼠，1月龄大鼠的照射组寻找隐匿平台的潜伏期明显长于1月龄对照组，，6月龄大鼠的照射组与6月龄对照组的寻找隐匿平台的潜伏期没有显著差异。但在Morris水迷宫检测的空间探索实验、开放场实验及避暗实验中均未发现明显统计学差异。脑组织的常规HE染色检测中未发现皮层及海马区域产生明显的病理学改变；海马区域组织的电镜检测中也未发现明显的超微结构改变。 结论：0.1Gy单次全脑照射3个月后，1月龄照射组大鼠海马依赖的空间学习和记忆能力明显下降，而6月龄大鼠海马依赖的空间学习和记忆能力未产生明显影响，6月龄正常对照组大鼠寻找隐匿平台的潜伏期明显长于1月龄正常对照组大鼠，所以幼龄大鼠对低剂量的电离辐射更加敏感；6月龄大鼠自身已经产生部分认知功能下降，电离辐射对其认知功能的影响可能被其年龄因素对认知功能的影响所掩盖。
[Abstract]:Objective: cognitive impairment caused by ionizing radiation has become a hot research topic, but the dose threshold which can lead to cognitive impairment is still unclear. It has been suggested that 0.1Gy whole brain irradiation can cause changes in genes related to cognitive function, but it is still unclear whether 0.1Gy whole brain irradiation will lead to cognitive impairment. In this study, the behavior of 0.1Gy whole brain irradiation was used to observe whether whole brain irradiation could induce the changes of cognitive function in rats. Methods: 32 1-month-old and 32 6-month-old healthy male Sprague-Dawley rats were randomly divided into irradiation group (n = 16) and control group (n = 16). After intraabdominal injection of 3.6% chloral hydrate (360mg/kg) into the rat, the irradiation group was irradiated with 4MeV electron line produced by Philips SL18 electron linac, while the control group was irradiated with 0Gy whole brain. At the 3rd month after irradiation, the open field, Morris water maze and dark avoidance were measured in order to observe the anxiety level of rats induced by low dose ionizing radiation. The effects of hippocampal dependent learning and memory and situational memory were operated by blind method. The total distance and central distance within 10 minutes were recorded in the open field test. The Morris water maze test included directional navigation and space exploration. The latency of finding the hidden platform and the percentage of time in the target quadrant were recorded respectively. The latent period of rats entering the dark box after 24 hours was recorded in the dark avoidance experiment. After behavioral examination, the brain was examined by routine HE staining and electron microscope. The effects of 0.1Gy whole brain irradiation on the pathological changes of cerebral cortex and hippocampus and the ultrastructure of neurons and synapses in hippocampal region of rats were observed. Results: in the directional navigation experiment detected by Morris water maze, the latent period of searching for concealment platform in 6-month-old rats was significantly longer than that in 1-month-old rats, and that in 1-month-old rats was significantly longer than that in 1-month-old control group. There was no significant difference in the latent period of searching for hidden platform between the 6-month-old rats and the 6-month-old control group. However, there was no significant difference in space exploration experiment, open field experiment and dark avoidance experiment of Morris water maze detection. No obvious pathological changes were found in the cortex and hippocampus by routine HE staining, and no obvious ultrastructure changes were found in the electron microscopic examination of hippocampal tissues. Conclusion: after single whole brain irradiation with 0.1Gy for 3 months, the spatial learning and memory ability of hippocampus in 1 month old rats decreased significantly, but the spatial learning and memory ability dependent on hippocampus in 6 months old rats had no significant effect. The latent period of searching for hidden platform in 6-month-old normal control group was significantly longer than that in 1-month-old normal control group, so the young rats were more sensitive to low dose ionizing radiation. Some cognitive function of 6-month-old rats has decreased, and the effect of ionizing radiation on their cognitive function may be obscured by the effect of age factors on cognitive function.
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：R749.1

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本文编号：2481609