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雷帕霉素抑制镉诱导小鼠脑神经细胞氧化应激和mTOR通路激活抗凋亡机理研究的任务书
任务书
一、任务背景
镉（Cd）是一种有害物质，广泛存在于环境中，包括水、土壤、空气和食品中等。大量的研究表明，Cd的暴露与多种疾病的发生和发展有着密切的联系，这些疾病包括癌症、心血管疾病和神经系统疾病等。其中，镉对神经系统的毒性效应尤为显著，其毒性主要集中在大脑，会导致神经细胞的死亡和功能异常。因此，为了探索镉的毒性机理，以及开发治疗镉污染相关疾病的新药物，有必要进行相关的研究。
雷帕霉素（Rapa）是一种有效的抗菌药物，与免疫调节和抗肿瘤等方面也有密切的关系。近年来，Rapa的清除作用引起了越来越多的关注，它可以抑制细胞的氧化应激和mTOR通路激活，有望发挥一定的抗肿瘤和保护神经细胞的作用。因此，可以推测在Cd中毒的背景下使用Rapa对于神经细胞的保护是有一定作用的。
二、研究目的
本项目的研究目的是探究Rapa在镉中毒背景下对小鼠脑神经细胞氧化应激和mTOR通路激活的抑制作用，以及其防止细胞凋亡的机制，并为深入理解Cd的毒性学机制，以及缓解相应疾病提供新的治疗方案。
三、研究内容
1.建立小鼠Cd中毒模型
选取健康雄性Balb/c小鼠，随机分为两组，一组为对照组，另一组为实验组。实验组以CdCl2溶液进行灌胃，每隔一天进行一次，剂量为20mg/kg。对照组用等体积的生理盐水进行灌胃。
2.小鼠脑神经细胞的分离和培养
分离小鼠脑神经细胞，培养至第三代，采用荧光显微镜以及MTT法等实验手段观察细胞形态和活性。
3.Rapa的处理与Cd污染下的小鼠脑神经细胞抑制实验
将小鼠脑神经细胞分为四组，分别为对照组、处理组、Cd污染组以及处理+Cd污染组。对照组和处理组只添加培养基，而Cd污染组和处理+Cd污染组除了添加培养基外还加入CdCl2溶液，浓度为20μM。处理组和处理+Cd污染组在添加CdCl2后，再加入Rapa药物进行处理。
4.活性氧检测
分别采用DCFH-DA法、GSH方法进行检测。
5.mTOR通路激活的观察
采用Westernbolt和RT-PCR方法检测mTOR通路激活的相关蛋白的表达水平。
6.凋亡机制的探究
通过AnnexinV-PI染色法、Westernblot等方法对Apoptosis-associatedCaspase-3，Caspase-9，Bcl-2和Bax等凋亡相关蛋白表达进行检测。
四、研究意义
本研究将有助于：
1.探究Rapa在镉污染下的神经细胞氧化应激和mTOR通路激活中的作用机制。
2.为镉污染引起的神经系统疾病的防治提供新策略。
3.促进研究者对镉的毒性效应的认知。
五、进度计划
第一阶段：小鼠Cd中毒模型的建立与小鼠脑神经细胞的分离和培养。
第二阶段：Rapa的处理与Cd污染下的小鼠脑神经细胞抑制实验以及生化指标的检测。
第三阶段：数据整合与分析，撰写实验报告。
六、经费预算
本项目需要购买一些实验试剂和设备进行实验，如雷帕霉素、CdCl2、DCFH-DA试剂、MTT试剂等，预计经费总计为5000元。
七、参考文献
1.Kim,T.T.;etal.RoleofOxidativeStressintheToxicityofNanoparticlesintheCentralNervousSystem.Int.J.Mol.Sci.2019,20,6073.
2.Wu,Y.X.;etal.NeuroprotectiveEffectofRadixAngelicasinensisagainstCerebralIschemia/reperfusionInjuryviaInhibitionofthemTORPathway.Neural.Plast.2018,2018,8373856.
3.Liu,L.X.;etal.ProtectiveEffectofRapamycinagainstCadmium-inducedOxidativeStressinRatLiverCells.Environ.Toxicol.Pharmacol.2012,33(2),181-190.