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【目的意义】随着微波技术的广泛应用,人们暴露于微波辐射机会与日俱增,健康威胁也日益受到关注。脑是微波辐射敏感靶器官,但致伤机制未明。我们前期研究证实,微波辐射后线粒体是最早出现病理改变的细胞器之一,并进一步可能引起神经元一系列机能和代谢异常。本研究通过检测微波辐射后脑神经元线粒体结构的改变,以能量代谢障碍为切入点,研究微波辐射致线粒体损伤的分子病理机制,为揭示微波辐射损伤机制提供新靶标和思路,对微波辐射脑损伤的防治药物研发提供新的切入点。【材料方法】采用平均功率密度分别为0mW/cm~2、5mW/cm~2、10mW/cm~2和50mW/cm~2的微波辐射80只Wistar雄性大鼠,辐射台旋转以保证全身均匀辐射,辐射时间6min。假辐射组大鼠同样置于辐射盒内和辐射台上,不予辐射。各组动物分别于辐射后1d、7d、14d和1m,采用光镜及电镜观察大鼠海马组织及神经元线粒体结构,提取大鼠海马组织RNA和蛋白,采用Realtime PCR和Western blot法检测色素C氧化酶(cytochrome c oxidase,COX)Ⅰ、COXⅣi1和COXⅣi2表达改变。【实验结果】(1)5mW/cm~2波辐射后大鼠海马组织结构和线粒体超微结构未见明显改变;10和50mW/cm~2组大鼠于辐射后1m内,海马组织神经元固缩深染,线粒体肿胀、空化,内质网扩张,突触囊泡减少,间隙模糊,以辐射后7d最重,14d后见恢复,至1m仍未恢复正常;(2)50mW/cm~2组于辐射后14d和28d,大鼠海马组织COXⅠ表达明显增加(p<0.05);辐射后14d,大鼠脑组织COXⅣi1表达显著增加(p<0.05);辐射后1d-28d,大鼠脑组织COXⅣi2表达未见明显改变;(3)50mW/cm~2组于辐射后1d,大鼠海马组织COXⅠ、COXⅣil、COXⅣ\i2 mRNA表达增加(p<0.05);辐射后7d-28d,大鼠脑组织COXⅠ、COXⅣVi1、COXⅣi2 mRNA表达均无明显改变。【结论】(1)5mW/cm~2波辐射未引起大鼠海马组织结构和线粒体超微结构明显改变,10和50mW/cm~2微波辐射可引起大鼠海马组织结构破坏及神经元线粒体结构损伤;(2)50mW/cm~2波辐射可引起大鼠海马组织COXⅠ、Ⅳi1和Ⅳi2 mRNA和蛋白表达增加,提示一定剂量的微波辐射可能激发海马神经元线粒体自身修复过程,并通过提高呼吸链效率改善细胞损伤。