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辐射是我们周围环境中广泛存在的高能量射线,它可以通过氧化应激引发细胞的衰老、凋亡、自噬障碍、突触结构变性等多种损伤;PI3K/Akt信号通路与细胞膜转运、生长分化、存活、迁移以及突触的形成密切相关。辐射可使PI3K/Akt通路发生异常,同时诱发脑细胞的损伤并降低突触可塑性效能,进而加速或导致神经系统疾病的发生。黄芪甲苷(AS-IV)是黄芪的一种主要活性成分,具有抗氧化、抗凋亡/衰老、抗炎症、促再生等多种功能。本论文通过使用60Coγ射线处理小鼠构建辐射诱导的脑损伤体内模型;使用UVA刺激PC12细胞建立辐射诱导的神经细胞损伤体外模型。并运用此模型探讨了基于PI3K/Akt信号通路的AS-IV对辐射诱导脑细胞损伤的保护机制,旨在为天然药物活性成分在辐射所致神经细胞损伤中的运用提供基础资料。结果:1.体内试验:(1)尼氏染色结果显示:与Control组相比,DMSO+R组中神经元数量极显著下降(P<0.001),尼氏体着色较浅;与DMSO+R组相比,AS-IV+R组神经元数量显著上升(P<0.01),尼氏体染色较为清晰。(2)HE染色结果显示:与Control组相比,DMSO+R组中神经元的数量与平均面积显著下降(P<0.01;P<0.01),核多为不规则圆形并且核膜界限模糊;与DMSO+R组相比,AS-IV+R组神经元的数量与平均面积显著上升(P<0.01;P<0.05),圆形细胞核数量增多,核膜界限相对清晰。(3)Western Blotting结果显示:与Control组相比,DMSO+R组PI3K、PSD95、p-Akt-Ser473、p-GSK3β-Ser9与p-CREB-Ser133蛋白表达水平显著下降(P<0.01;P<0.01;P<0.01;P<0.01;P<0.01),GPR34、Akt、CREB与GSK3β蛋白表达水平无差异(P>0.05;P>0.05;P>0.05;P>0.05);与DMSO+R组相比,AS-IV+R组PI3K、PSD95、p-Akt-Ser473、p-GSK3β-Ser9与p-CREB-Ser133蛋白表达水平显著上升(P<0.05;P<0.001;P<0.05;P<0.01;P<0.01),GPR34、Akt、CREB与GSK3β蛋白表达水平无差异(P>0.05;P>0.05;P>0.05;P>0.05)。(4)RT-qPCR结果显示:与Control组相比,DMSO+R组Arc与c-fos mRNA的Log2R水平呈现下降趋势,FC值呈现下降趋势;与DMSO+R组相比,AS-IV+R组Arc与c-fos mRNA的Log2R水平显著升高(P<0.01;P<0.05),FC值显著升高(P<0.01;P<0.05)。2.体外试验:(1)光镜显示:与Control组相比,DMSO+R组PC12细胞的数量与平均长度显著下降(P<0.01;P<0.001),短梭形或圆形细胞数量升高;与DMSO+R组相比,AS-IV+R组PC12细胞的数量与平均长度显著增加(P<0.01;P<0.01),长梭形细胞数量上升。(2)免疫荧光显示:与Control组相比,DMSO+R组PC12细胞的数量与平均长度显著下降(P<0.001;P<0.01),短梭形或圆形细胞数量升高;与DMSO+R组相比,AS-IV+R组PC12细胞的数量与平均长度显著上升(P<0.05;P<0.05),长梭形细胞数量上升。(3)Western Blotting结果显示:与Control组相比,DMSO+R组PI3K、PSD95、p-Akt-Ser473、p-GSK3β-Ser9与p-CREB-Ser133蛋白表达水平显著降低(P<0.001;P<0.01;P<0.01;P<0.01;P<0.01),GPR34、Akt、CREB与GSK3β蛋白表达水平无差异(P>0.05;P>0.05;P>0.05;P>0.05);与DMSO+R组相比,AS-IV+R组PI3K、PSD95、p-Akt-Ser473、p-GSK3β-Ser9与p-CREB-Ser133的蛋白水平极显著上升(P<0.001;P<0.01;P<0.01;P<0.01,P<0.01),GPR34、Akt、CREB与GSK3β蛋白表达水平无差异(P>0.05;P>0.05;P>0.05;P>0.05)。(4)PI3K抑制实验中,Western Blotting与免疫荧光结果显示:与Control组相比,DMSO+R组PI3K蛋白水平显著下降(P<0.05),PC12细胞的数量与平均长度极显著降低(P<0.001;P<0.01);与DMSO+R组相比,AS-IV+R组PI3K蛋白水平显著上升(P<0.01),PC12细胞的数量与平均长度显著增加(P<0.05;P<0.01);与AS-IV+R组相比,AS-IV+R+I组PI3K蛋白水平极显著下降(P<0.001),PC12细胞的数量与平均长度极显著降低(P<0.01;P<0.001)。结论:1.辐射可以抑制PI3K/Akt信号通路从而诱发脑细胞损伤,这种损伤作用经过AS-IV预处理后可被拮抗。2.AS-IV在由辐射所致的脑损伤中通过PI3K/Akt信号通路的激活发挥保护作用,其机制可能与降低GSK3β蛋白活性并提高CREB蛋白活性、增加PSD95蛋白表达和Arc、c-fos基因的转录水平有关。