該論文來自太原中國輻射防護研究所放射與環(huán)境醫(yī)學系秦秀軍教授團隊

據(jù)報道，輻射可以損害神經(jīng)發(fā)生，促進腦細胞凋亡和引起神經(jīng)退行性變化，從而影響未來的認知功能，如學習和記憶。輻射可導致長期認知障礙，特別是在兒童的神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育。目前，WR-2721是美國FDA批準的唯一的放射性防護劑，其作用機制可以防止輻射引起的損傷。特別是羥自由基，但可引起頭暈、嘔吐等不良反應。因此，研制一種有效安全的輻射防護劑是十分必要的。
氫是一種安全、方便、無毒、副作用小、具有選擇性抗氧化功能的生物活性氣體。氫的清除能力已被證明對氧化應激誘導的損傷具有保護作用。氫可以通過血腦屏障，迅速穿過細胞膜，與有毒的活性氧(ROS)相互作用。由此可見，氫對新生兒腦損傷和認知功能障礙的預防、治療和減輕是有效的，在腦缺血再灌注損傷中效果尤其好。因此，氫在許多神經(jīng)系統(tǒng)疾病的臨床治療中具有巨大的潛力。此外，氫氣對輻射引起的各種組織損傷的保護作用也有報道。例如，輻照后使用富氫溶液已被證明可以通過減少ROS減輕對免疫系統(tǒng)、造血系統(tǒng)、皮膚、小腸和心臟的損害。氫氣對有害氧自由基的選擇性中和作用在輻射防護領(lǐng)域引起了越來越多的關(guān)注。腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)是體內(nèi)含量最多的神經(jīng)營養(yǎng)因子，。Barde等人最早從豬腦中分離純化到這種BDNF。BDNF主要由神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細胞以自分泌和旁分泌的方式分泌，能促進神經(jīng)生長。BDNF通過與酪氨酸激酶 B（TrkB）的結(jié)合而發(fā)揮作用，當與TrkB結(jié)合時，一個調(diào)節(jié)Ca2þ水平的信號轉(zhuǎn)導通路啟動，進而影響鈣(CaM)依賴性蛋白激酶II (CaMKII)，調(diào)節(jié)神經(jīng)元的生長和發(fā)育。此外，BDNF-TrkB還參與學習和記憶活動中突觸可塑性的調(diào)節(jié)。研究表明，照射后組蛋白H3乙?；降慕档统掷m(xù)抑制BDNF基因轉(zhuǎn)錄，導致海馬神經(jīng)原的長期損傷。因此，輻射損傷神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細胞，通過減少BDNF分泌引起神經(jīng)元凋亡或萎縮，導致認知功能受損。然而，據(jù)我們所知，還沒有關(guān)于氫氣對輻射引起的認知損傷的影響的研究。

這項工作的目的是確定富氫水(氫水)是否可以減輕輻射引起的大鼠認知功能障礙，并探討其潛在機制。用6 Mev電子束對大鼠進行30 Gy的全腦照射。在照射前10分鐘給純凈水或氫水，以及在連續(xù)照射30天后每天給藥。Morris水迷宮被用來測試大鼠的空間記憶。測定大鼠大腦皮質(zhì)中谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)、8-羥基脫氧鳥苷(8-OHdG)濃度和超氧化物歧化酶(SOD)活性，以及血清中BDNF水平。免疫熒光染色檢測增殖細胞。采用qRT-PCR和Western blot檢測BDNF-TrkB通路相關(guān)基因和蛋白的表達。使用30gy劑量的電離輻射成功地建立了認知功能障礙模型。與放療組比較，放療氫水治療組逃逸潛伏期明顯降低，但增加了原平臺象限的停留時間、游泳距離和站臺交叉點數(shù)量。此外，放療+氫水治療組SOD、GSH和BDNF高于放療組。而MDA和8-OHdG水平降低。此外，氫水治療增加了放療組BrdU+NeuN+細胞的數(shù)量。BDNF和TrkB的mRNA和蛋白水平氫水治療組高于放療組。綜上所述，我們的研究表明氫水對輻射誘導的認知功能障礙具有保護作用，可能機制主要涉及抗氧化和抗炎反應，以及通過調(diào)控BDNF-TrkB信號通路對新生神經(jīng)元的保護作用。