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第一部分放射性认知功能障碍大鼠模型的建立实验目的:对于大脑原发性以及转移性肿瘤来说,放射治疗已经成为不可或缺的手段。但是放射治疗对正常脑组织的毒副反应也严重影响了患者的生活质量。因此,随着注重患者生活质量理念的推广,十分有必要开展针对放射性认知损伤防治策略的研究。为了进一步研究放射性认知功能障碍的发生发展机制,需建立一个易于操作且重复性好的放射性认知功能障碍大鼠模型。方法:利用直线加速器给予21天龄雄性SD大鼠4-Me V电子线单次全脑照射,100只实验大鼠予以3.6%水合氯醛腹腔麻醉后俯卧于照射床。照射剂量为（0Gy、10Gy）,照射后检测时间点（1月、2月、3月）,每组50只。采用旷场实验、新位置新物体识别实验、Morris水迷宫等行为学实验检测其认知功能的变化。实验结果:（1）照射后1月、2月及3月大鼠在旷场实验的总路程及中央区域活动时间均未见明显差异。（2）照射后3月的大鼠在新物体识别实验中对新物体的识别指数明显低于对照组,而在新位置识别实验中的识别指数与对照鼠相比无差异。（3）在Morris水迷宫实验中,照射后3月大鼠在定向航行的逃避潜伏期及在空间探索过程中处在平台所在象限的时间均落后于对照鼠,检测到海马依赖的空间学习和记忆能力下降。结论:本实验成功建立了放射性认知损害大鼠模型,提示可以采用10Gy单次全脑照射进一步研究放射性认知功能障碍的发生发展机制。第二部分全脑照射对海马神经发生的影响实验目的:对于放射性认知功能障碍发病原因的研究,血管损伤及脱髓鞘病变的传统学说已逐渐被取代,神经发生的研究已成为该领域最为重要的内容。因此,准确了解电离辐射导致海马区神经发生障碍的特点是对该课题进行深入研究的基本要求。方法:在第一部分关于放射性认知功能障碍大鼠模型的研究中,我们证明10Gy全脑照射可以诱导大鼠认知功能障碍,因此在本部分的研究中继续给予100只21天龄雄性SD大鼠4Me V电子线10Gy单次剂量照射（每组50只）。在照射后1月、2月和3月,应用免疫荧光染色方法分析海马区神经前体细胞增殖及新生神经元存活状况。应用5-溴脱氧尿嘧啶核苷（5-bromo-2’-deoxyuridine,Brdu）标记增殖的神经前体细胞,微管相关蛋白Doublecortin（Dcx）标记未成熟神经元,Brdu和Neu N共标记新生神经元,共聚焦显微镜下计数阳性细胞数。实验结果:（1）电离辐射后1月、2月和3月海马齿状回（dentate gyrus,DG）神经前体细胞增殖数目显著降低。计数结果显示与对照组相比分别降低了74.2%、82.6%和73.9%。（2）全脑照射后1月和3月,海马DG区未成熟神经元数目明显受到抑制,分别降低了85.4%和73.6%。（3）全脑照射后1月Brd U+/Neu N+细胞数降低了68.5%,而在照射后3月这些新生的神经元已经基本观察不到。结论:电离辐射不仅影响了神经干细胞的增殖,同时抑制未成熟神经元数目,并对新生神经元的存活造成长期持续损伤。第三部分全脑照射对海马区树突棘的影响实验目的:放射治疗作为神经肿瘤综合治疗的一个重要组成部分,为提高肿瘤患者生存期作出了重要贡献。但是脑部放疗引起的认知功能障碍严重影响患者的生活质量。树突棘密度及结构上的变化与认知功能如学习和记忆的过程相关。本研究的目的在于了解电离辐射后海马各个亚区树突棘形态及结构随时间变化的特点,为研究放射性认知功能障碍发生的分子机制提供更详尽直接的形态学依据。方法:本研究部分的大鼠来自第二部分研究中的照射大鼠,共40只,每组20只。观察时间点为1月、3月。处死大鼠后取脑组织进行高尔基染色,利用Zeiss Axioimager正置显微镜进行观察和图像采集,计数树突棘密度及树突棘形态学改变。同时我们采用蛋白印迹法（Western blot;WB）检测了电离辐射后突触相关蛋白PSD-95和大脑发育调节蛋白（developmentally regulated brain protein,Drebrin）的变化。结果:（1）全脑照射后1月和3月DG区树突棘密度均明显降低,分别降低了40.6%和28.9%。（2）全脑照射后1月CA1区底树突的树突棘密度降低了33.3%,而顶树突的树突棘密度在照射后1月和3月均无明显变化。（3）全脑照射后无论是DG区还是CA1区树突棘形态一直处于动态变化的过程。（4）突触相关蛋白PSD-95在照射后1月和3月分别降低了24.6%和50.5%,Drebrin则分别降低了39.6%和39.2%。结论:我们的研究首次报道在幼鼠中全脑照射后发生认知功能障碍时海马不同脑区的树突棘密度及形态学随时间发生的变化,树突棘密度及形态的变化可能与电离辐射后突触相关蛋白表达降低相关,为放射性认知功能障碍发病机制的研究提供了形态学依据。第四部分p75NTR参与调控放射性认知功能障碍的发生实验目的:颅脑放疗可导致放射性认知功能障碍,主要表现为学习、记忆能力下降,这些认知功能障碍主要与海马病变相关。在一些神经系统疾病如阿尔茨海默病（Alzheimer disease,AD）、亨廷顿病中的研究发现神经营养因子受体p75(neurotrophin receptorp75,p75NTR)参与了海马神经发生及突触可塑性进程,并导致了学习和记忆力下降。本研究的目的主要在前面工作基础上探讨p75NTR异常表达与神经发生及树突棘是否相关并由此导致放射性认知功能障碍的发生。方法:在前面三部分研究中,我们成功建立了放射性认知功能障碍的大鼠模型,并检测了此模型中海马神经发生及树突棘的改变。在本部分的研究继续给予160只21天龄雄性SD大鼠4Me V电子线10Gy单次剂量照射,并于照射后1月、2月和3月检测大鼠海马中p75NTR的m RNA和蛋白表达变化。立体定向注射技术向照射大鼠海马内注射AAV8-shp75敲减p75NTR蛋白,通过旷场实验、新位置新物体识别实验及Morris水迷宫了解其认知功能的变化,并利用免疫荧光染色法观察海马区神经发生变化,高尔基染色法观察树突棘密度及形态变化,以及检测突触相关蛋白的变化,明确p75NTR是否参与放射性认知功能的发生,并初步探讨其上下游调控机制。实验结果:（1）全脑照射后2月起SD大鼠海马组织中p75NTRm RNA和蛋白水平上调,这一进程可能通过其上游转录因子p73调控。（2）通过病毒转染技术将海马组织中p75的表达敲减后虽然没有改善海马的神经发生,但是阻止认知功能障碍的发生,改善树突棘密度、形态,提高突触相关蛋白PSD-95及Drebrin的表达,这一过程可能是通过AKT磷酸化水平的恢复来实现。（3）此外通过病毒转染将正常小鼠海马中p75NTR的过表达,可以再现学习和记忆力下降。再次证实p75NTR异常表达在认知功能障碍中的作用。结论:全脑照射后海马组织中p75NTR的过表达参与了放射性认知功能相关的突触、学习和记忆力损伤的发生。