氚(3H)是氢(H)的一种放射性同位素,核电站及研究性聚变堆运行会产生大量的氚,随着核电站及乏燃料后处理厂的兴建,氚的排放量日益增多,氚转化为氚水后,参与天然水的循环,从而进入动物体内,通过电离辐射影响其机体的生长发育。　　神经元迁移是大脑皮层组织发生的关键,它涉及一系列的细胞间相互作用与细胞分化的复杂过程。神经元前体细胞增殖后,在放射状胶质纤维的引导与合适的受体、配体、细胞外因子和神经元迁移终止信号参与下,从脑室层迁移到皮质板并最终整合成大脑皮层。神经元迁移过程中细胞粘附分子如神经细胞粘附分子neural cell adhesion molecule(NCAM,包括聚唾液酸化polysialylated的神经细胞粘附分子,简称PSA-NCAM分子)、雪旺氏细胞源性神经细胞粘附分子L1(L1-CAM)、β1整合素起着非常重要的作用,若它们受各种因素影响而表达异常,可能产生神经元前体细胞迁移障碍。　　有研究表明电离辐射能以损伤神经元前体细胞、影响神经元迁移及神经元间正确联系等多种方式干扰脑发育,使其结构异常,机能发育延迟和低下。本课题组通过体外实验发现氚辐射可使钙离子浓度、微管蛋白和神经细胞粘附分子等迁移相关因子发生变化,下调Reelin mRNA、BDNF mRNA、整合素α5β1的表达,影响神经细胞迁移。本实验从大脑皮层神经细胞粘附分子NCAM、L1和整合素α5β1表达的变化、行为学变化及脑神经细胞分布改变等角度进行研究,探讨氚水宫内照射对仔鼠脑机能的影响及其机制。　　目的:通过腹腔单次注射氚水制备大鼠宫内受照模型,探讨氚水宫内照射对仔鼠脑神经细胞迁移和脑机能的影响。　　方法:(1)动物分组:选择20只SD大鼠,体重(200±20)g,雌雄各半,随机选择配对,共配10对。于每日18:00时按配对合笼,次日8:00前查阴栓。发现母鼠阴栓之日定为胚胎第0天(E0),作为妊娠的开始。仔鼠出生当日定为出生后第0天(P0)。胚胎第10天(E10)孕鼠随机分为实验组和对照组,每组5只。　　(2)仔鼠受照模型制备: E10天,实验组孕鼠给予一次性腹腔注射3.7×106Bq/(g体液)氚水,对照组孕鼠注射等体积的生理盐水。　　(3)仔鼠脑标本制备:胚胎第18天(E18),每组各选取两只孕鼠,每只大鼠经剖腹手术各取6只胎鼠。出生后当天(P0)每组分别处死12只仔鼠,开颅取脑,于含4％多聚甲醛的磷酸盐缓冲液中浸泡固定24 h。切除小脑,梯度乙醇脱水后,石蜡包埋。　　(4)免疫组织化学染色:用EnVision法进行免疫组化染色,检测E18、P0仔鼠大脑皮质神经细胞粘附分子NCAM、L1和细胞表面受体分子--整合素α5β1表达情况,观察氚β射线内照射对神经细胞迁移的影响。　　(5)Morris水迷宫测量仔鼠脑机能:出生后38-42天(P38-P42),利用Morris水迷宫进行逃避实验和空间探索实验,测得逃避潜伏期和平台象限停留时间,了解仔鼠学习和记忆能力,分析氚β辐射对仔鼠脑机能的影响。　　(6)氢质子磁共振波谱(1H-MRS)检测:出生后90天(P90)利用氢质子磁共振波谱检测仔鼠大脑内N-乙酰天门冬氨酸(NAA)及胆碱类化合物(Cho)分别与肌酸类化合物(Cr)比值,分析氚辐射引发脑神经元与神经胶质细胞分布的改变及其对仔鼠脑机能的影响。　　(7)统计学分析数据表示为均数±标准差(x±s)。数据分析采用SPSS16.0统计软件,各组之间进行两独立样本间t检验,P<0.05为差异有统计学意义。　　结果:(1)实验组动物从E10天孕鼠注射氚水至胎鼠出生时间为11.5d,由公式算得胎鼠受母体及自身体内氚水照射的吸收剂量D胎为1.194Gy。仔鼠从出生后至90d龄受自身体水氚照射的吸收剂量D仔为0.095Gy。仔鼠吸收剂量为出生前后受照剂量之和D=D胎+D仔=1.289Gy。　　(2)免疫组织化学分析表明,大脑皮质神经细胞粘附分子NCAM、L1和受体整合素α5亚基、β1亚基定位于细胞膜和(或)细胞浆,呈棕黄色颗粒或线网状分布。同对照相比,E18及P0实验组大脑皮质神经细胞粘附分子NCAM、L1和整合素α5亚基、β1亚基的表达量均减低(P<0.05);　　(3)Morris水迷宫检测证实,逃避试验发现受照鼠逃避潜伏期较对照鼠明显延长(P<0.05);空间探索试验中,受照鼠在平台象限停留时间明显低于对照(P<0.05);说明氚β射线宫内照射后仔鼠的空间学习记忆能力明显受损,即出现了明显脑机能障碍。　　(4)氢质子磁共振波谱(1H-MRS)检测证明,受照鼠脑中NAA/Cr比值较对照组明显降低(P<0.05),两组间Cho/Cr比值的差异无统计学意义(P>0.05),说明氚β射线照射改变了脑内神经元与神经胶质细胞的相对比例,提示辐射影响脑内细胞分布并导致脑机能受损。　　结论:氚水宫内照射可下调仔鼠脑内与神经元迁移相关的神经细胞粘附分子NCAM、L1和细胞表面受体分子—整合素α5β1的表达,妨碍神经细胞正常迁移,导致脑内神经元与神经胶质细胞的相对比例发生了改变,从而诱发仔鼠脑机能障碍,表现为仔鼠的空间学习记忆能力明显受损。