《大鼠放射性認知功能損害的動態模糊數學評價模型研究》是依託蘇州大學，由張力元擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：大鼠放射性認知功能損害的動態模糊數學評價模型研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張力元
- 依託單位：蘇州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
認知功能的評價是研究電離輻射引起認知損害的重要內容。本項目在既往工作基礎上，套用動態模糊數學方法建立放射性認知損害的評價模型，並進行驗證。從反映認知的情緒、運動協調能力、空間及情景學習記憶角度，系統性地開展實驗研究。將SD大鼠給予全腦0.1、2、10、20與30Gy照射，在照射結束後的2周、1、2、3、6及12個月時，依次採用開放場、新物體新位置識別、Morris水迷宮、轉棒及避暗5種行為學檢測方法，全面研究不同劑量全腦照射後的大鼠認知功能變化規律。採用動態模糊數學綜合評價法，對上述各項檢測結果進行加權綜合評價，建立全腦照射條件下SD大鼠認知損害的評價模型。隨後通過轉輪運動鍛鍊的方法和檢測腦內神經發生情況，分別從干預及組織細胞學角度進一步驗證評價模型的正確性及更高的認知損害檢出率。本項目研究成果，可為放射性認知損害的發病機制探討及其防治提供有用的評價模型，並可橫向推廣到其它神經毒理學研究。
結題摘要
認知功能的評價是研究電離輻射引起認知損害的重要內容。本項目在既往工作基礎上，將1月齡雄性SD大鼠給予全腦0.1、2、10、20、30Gy照射，在照射結束後的1、2、3及6個月時，採用開放場、Morris水迷宮、新位置新物體識別、及避暗等行為學檢測方法，全面研究不同劑量全腦照射後的大鼠認知功能變化規律。研究結果顯示30Gy全腦照射後1月開始大鼠Morris水迷宮空間定位航行潛伏期開始明顯延長，大鼠短時空間學習與工作記憶能力下降，20Gy全腦照射後2月開始觀察到這一改變，0.1Gy的全腦照射後3個月時大鼠的空間學習與工作記憶能力下降，而在2Gy、10Gy照射劑量下卻未觀察到認知功能改變。利用模糊數學理論，根據上述行為學檢測結果通過確立指標間的權重係數，用機器學習的方法進行單因素評價，再進一步進行動態模糊綜合評價，並對綜合評價結果進行向量分析來建立實驗大鼠認知功能障礙的評價模型，本評價模型分析的結果與實驗動物行為學結果相一致。隨後通過強制轉輪、強制游泳運動鍛鍊、米諾環素灌胃給藥的方法，通過干預來進一步驗證評價模型的正確性。結果發現:1、在強迫游泳運動及強制轉輪運動均可明顯改善20Gy全腦照射引起的認知功能損害，而且其機制可能是由於強迫運動改善輻射抑制的海馬神經發生，提高了BDNF及其下游蛋白（BDNF, TrkB, Akt, ERK, CaMKII, CREB）的磷酸化水平。2、米諾環素通過灌胃給藥，明顯改善20Gy全腦照射引起的認知功能損害，而且米諾環素可以顯著降低全腦照射引起的海馬新生神經元凋亡水平，在一定程度上改善了全腦照射引起的幼齡大鼠放射性認知功能損害，發揮其神經保護作用。進一步通過從損傷修復的角度來驗證評價模型的準確性發現，成熟神經元最主要的修複方式-非同源末端連線在2Gy、10 Gy、20 Gy全腦照射後2個月時的海馬組織中，隨著照射劑量的提高，海馬組織中NHEJ修復相關基因XRCC4、XRCC5、XRCC6和γ-H2AX的表達明顯增強，然而當劑量超過10 Gy達到20 Gy以後，XRCC4、XRCC5和XRCC6表達並不進一步增強，但γ-H2AX表達水平卻隨著劑量的增加繼續增加。說明海馬組織修復DNA雙鏈斷裂的能力不斷增強，但當劑量超過10 Gy達到20 Gy後，DNA的雙鏈斷裂隨著照射劑量的升高，會進一步增加，但修復DSB能力並不能進一步增強。
