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目的意义:随着现代科技应用领域的不断扩展,电磁辐射日益成为威胁人类健康的环境因素。中枢神经系统是电磁辐射的敏感靶器官之一,但电磁辐射对中枢神经系统的影响及机制研究目前尚无统一定论。5-HT系统在大脑发育、认知功能及情绪调节中发挥着重要作用,基因多态性是导致不同个体间生物性状差异的遗传学基础,5-HT受体基因多态性是否在电磁辐射生物效应的易感性中发挥作用尚不明确。本研究从认知功能着手,以SNP为遗传标记,着眼于5-HT1A/2A/2CR基因,展开5-HT受体基因多态性与电磁辐射致认知功能改变易感性的相关性研究,以期筛选出对电磁辐射易感的相关基因SNP位点,为电磁暴露人群早期的防诊治和职业电磁操作人员的遴选提供候选指标。材料方法 :（1）辐射方法:2.856 GHz微波辐射,在体实验:以Wistar大鼠为研究对象,平均功率密度5、10、20、30 m W/cm2,3次/周,持续6周;离体实验:以PC12及293T细胞系为研究对象,平均功率密度30 m W/cm2,5 min×3次,每次间隔5 min;（2）MWM检测大鼠空间学习记忆功能;（3）多导生理记录及分析系统记录分析大鼠脑电图;（4）H&E染色观察大鼠海马组织结构;（5）HPLC检测大鼠海马和脑脊液中氨基酸及单胺类神经递质含量;（6）MAO活性检测试剂盒检测大鼠海马MAO活性;（7）WB检测大鼠海马TPH1含量及5-HT1A/2A/2CR表达量;（8）免疫组化检测大鼠大脑皮层和海马5-HT1A/2A/2CR表达量;（9）全血提取大鼠DNA,PCR扩增5-HT1A/2A/2CR基因启动子区序列,测序法筛查SNP位点;（10）报告基因及EMSA实验检测候选SNP不同等位基因转录活性及微波辐射对不同等位基因转录活性的影响;（11）Real-Time PCR检测各基因型大鼠5-HT1AR m RNA水平;（12）问卷调查和量表收集电厂职工基本资料并评估其精神状态;（13）采集电厂职工血液标本,提取DNA后采用RFLP方法针对5-HT1A/2A/2CR的SNP位点rs6311、rs6313、rs6314、rs6318、rs6295对人群进行基因分型;检测血常规、血清生化、BNP、LENK及NPY,并记录ECG及ERPs等。结果:1.5-HT系统在微波辐射致认知功能改变中的作用:（1）空间学习记忆功能:长期微波辐射（5、10、20、30 m W/cm2）可导致大鼠空间学习记忆功能降低。（2）脑电图:辐射后14 d,各剂量组大鼠脑电图与假辐射组相比波幅增加、频率降低、δ频段功率百分比增加。（3）海马组织结构:辐射后14 d、28 d及2m各剂量组大鼠海马组织部分神经元固缩深染,以齿状回和CA3区损伤明显,辐射后28 d,30 m W/cm2剂量组大鼠损伤程度最为严重。（4）神经递质:微波辐射后氨基酸及单胺类神经递质紊乱,其中5-HT改变主要为远期效应:辐射后28 d,10、20及30 m W/cm2剂量组海马组织5-HT增加;辐射后2m,各辐射剂量组5-HT均明显增加,而其代谢产物5-HIAA明显降低。（5）5-HT合成及代谢中的限速酶TPH1及MAO:30 m W/cm2微波辐射后大鼠海马TPH1表达未发生明显改变,辐射后28 d及2 m,MAO活性明显降低。（6）5-HT1A/2A/2CR表达:WB结果表明,海马及大脑皮层5-HT2AR表达量无明显改变。5-HT1AR及5-HT2CR在海马组织的表达量于辐射后14 d及2 m明显增加,28 d时明显降低;免疫组化结果表明,辐射后14 d,5-HT1AR在海马CA1、CA2、CA3区表达明显增加,辐射后28 d,5-HT1AR在海马CA1、CA2区表达明显增加,辐射后2m,5-HT1AR在海马CA3区表达量增加。辐射后14 d及2 m,5-HT2CR表达量在CA3区显著增加,辐射后28 d,其在CA2区表达量明显降低。WB及免疫组化结果均表明5-HT1AR及5-HT2CR在大鼠大脑皮层的表达于辐射后28d明显增加。2.大鼠5-HT受体基因启动子区SNP位点与微波辐射致认知功能改变易感性的相关性:（1）5-HTR基因启动子区SNP位点筛查:在不同动物中心的Wistar大鼠5-HT1A/2A/2CR基因启动子区筛查到两个SNP位点:5-HT1AR-215 T>C（rs198585630）及5-HT2AR 7475 ins G,Wistar大鼠rs198585630基因分型为TT、TC、CC基因型。（2）5-HT1AR rs198585630功能研究:①包含rs198585630-C等位基因的序列结构启动荧光素酶报告基因的表达功能强于包含T等位的序列结构,30 m W/cm2微波辐射后含rs198585630-C的序列结构启动报告基因的表达功能明显增强;②C等位基因与PC12细胞核蛋白的结合能力明显高于T等位基因,30 m W/cm2微波辐射PC12细胞后,T、C等位基因与核蛋白的结合能力均明显增强,C等位与辐射后细胞核蛋白的结合能力明显强于T等位。（3）5-HT1AR rs198585630与微波辐射后大鼠认知功能改变易感性的相关性研究:①空间学习能力:TT型大鼠空间学习能力明显低于TC及CC型大鼠,30 m W/cm2微波辐射后TT型大鼠空间学习能力增强,TC、CC型大鼠空间学习、记忆能力降低;②脑电图:辐射后14 d大鼠脑电图波幅增加、频率降低、δ频段功率百分比明显升高,其中TC、CC型大鼠δ频段功率百分比的增加幅度高于TT型大鼠;③神经递质:TT型大鼠辐射后5-HIAA含量有降低趋势而5-HT含量有升高趋势,但未见统计学差异,5-HIAA/5-HT比值明显降低;④5-HT1AR表达:TC及CC型大鼠海马组织5-HT1AR m RNA及蛋白水平于微波辐射后明显上调,辐射组中TC及CC型大鼠5-HT1AR m RNA及蛋白水平较TT型明显增加。3.5-HTR基因多态性与人群电磁辐射易感性关联的初步探讨:（1）心脑功能ECG、ERPs等与电磁辐射暴露剂量相关:操作组及巡检组工人较对照组心电图异常发生率增加（主要为心率不齐、心动过缓、T波改变等）;巡检组电力工人N2潜伏期与对照组及操作组比较,显著增加;操作组较对照组BNP明显增加;巡检组较操作组LENK含量显著上升。（2）5-HT1AR rs6295、5-HT2AR rs6313与辐射暴露剂量的交互作用对心脑功能的影响具有统计学意义:rs6313 TT型随暴露剂量增加,N2、P3潜伏期显著延长,与CC型比较有统计学差异;rs6295 GG型随暴露剂量增加,LENK含量增加,N2潜伏期显著延长,与CG型比较有统计学差异。rs6313 TT型、rs6295 GG型对电磁辐射易感性高。结论:（1）长期微波（2.856 GHz,平均功率密度5、10、20及30 m W/cm2）辐射可致大鼠认知功能损伤。（2）5-HT系统参与微波辐射所致认知功能受损。（3）大鼠5-HT1AR基因启动子区SNP-215 T>C为功能性位点,包含C等位的启动子区转录活性高于T等位,且C等位对微波辐射更为易感。（4）5-HT1AR-215 T>C的TC、CC型大鼠于微波辐射后5-HT1AR高表达,促使认知功能损伤。（5）长期电力作业可对工人心脑功能产生一定的影响。（6）5-HT1AR rs6295及5-HT2AR rs6313可能作为电磁辐射作业人员筛选的候选靶点。