孕哺期鑭暴露對(duì)子代大鼠海馬和大腦皮質(zhì)中LIM激酶和絲切蛋白的影響及機(jī)制研究.pdf

1、目的:隨著稀土元素（rare earth elements，REE）在我國(guó)開(kāi)發(fā)和利用，使得大量稀土元素進(jìn)入環(huán)境中。由于人體不斷積聚，稀土元素對(duì)人類(lèi)機(jī)體作用及影響已經(jīng)成為亟待解決的重要問(wèn)題。目前已知稀土元素會(huì)對(duì)兒童的智力產(chǎn)生損害作用，但是作用機(jī)制還不完全清楚。鑭（Lanthanum，La）是自然界中含量較多的稀土元素，且在神經(jīng)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的蓄積性，常作為稀土元素神經(jīng)毒性研究的代表。本研究運(yùn)用神經(jīng)行為學(xué)、病理學(xué)和免疫熒光等多種技術(shù)手段，檢測(cè)

2、孕哺期氯化鑭（Lanthanum chloride，LaCl3）暴露對(duì)子代大鼠學(xué)習(xí)記憶能力的影響、對(duì)子代大鼠海馬和大腦皮質(zhì)神經(jīng)元和神經(jīng)突觸的損害作用，并從分子水平探討LaCl3對(duì)RhoGTPases-LIM激酶(LIMK)-絲切蛋白(Cofilin)通路以及對(duì)肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架的影響，為進(jìn)一步研究La損傷學(xué)習(xí)記憶的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制、La的神經(jīng)毒性機(jī)制以及對(duì)La所致認(rèn)知功能障礙的有效干預(yù)提供科學(xué)依據(jù)。
　　研究方法:中國(guó)醫(yī)科大學(xué)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

3、中心提供成年雌性Wistar大鼠24只，將雌性大鼠隨機(jī)分為對(duì)和低、中、高劑量LaCl3暴露組，然后將雌性大鼠與成年雄性大鼠按1∶1的比例同籠交配。對(duì)照組懷孕的雌性大鼠從受孕起飲用蒸餾水，低、中、高劑量LaCl3暴露組孕鼠從受孕起飲用含有0.125％、0.25％、0.5％ LaCl3的蒸餾水溶液。各組仔鼠出生后經(jīng)由母乳喂養(yǎng)，直至斷乳，然后對(duì)仔鼠進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定。采用水迷宮試驗(yàn)和穿梭箱試驗(yàn)對(duì)仔鼠學(xué)習(xí)記憶能力進(jìn)行測(cè)試，采用HE染色對(duì)仔鼠海馬和

4、大腦皮質(zhì)進(jìn)行病理學(xué)組織觀察，采用尼氏染色對(duì)尼氏體進(jìn)行檢測(cè)，運(yùn)用透射電子顯微鏡技術(shù)對(duì)神經(jīng)元和神經(jīng)突觸超微結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，運(yùn)用western blot對(duì)蛋白表達(dá)量進(jìn)行檢測(cè)，運(yùn)用免疫熒光技術(shù)對(duì)神經(jīng)細(xì)胞骨架蛋白即纖維狀肌動(dòng)蛋白F-actin進(jìn)行觀察。
　　結(jié)果:1.與對(duì)照組相比，LaCl3組仔鼠海馬重量沒(méi)有明顯改變。體重、皮質(zhì)重量、皮質(zhì)系數(shù)和海馬系數(shù)與對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　2.與對(duì)照組相比，隨著LaCl3劑量的增加，仔鼠的

5、逃避潛伏期和游泳距離逐漸增加，在目標(biāo)象限中的游泳距離、停留時(shí)間和經(jīng)過(guò)次數(shù)逐漸減少，仔鼠電擊次數(shù)、電擊時(shí)間和主動(dòng)逃避潛伏時(shí)間逐漸增加。
　　3.與對(duì)照組相比，隨著LaCl3劑量的增加，仔鼠海馬和大腦皮質(zhì)中神經(jīng)元層次減少，排列松散，細(xì)胞間隙變大。高劑量組神經(jīng)元層次紊亂、細(xì)胞間距變大、水腫明顯，有空泡狀改變。與對(duì)照組相比，三個(gè)不同劑量LaCl3暴露組仔鼠海馬和大腦皮質(zhì)神經(jīng)元中尼氏體表達(dá)水平減少，在高劑量組尤為明顯，表現(xiàn)為尼氏體局部消失。

6、同時(shí)，隨著LaCl3劑量的增加，仔鼠海馬和大腦皮質(zhì)神經(jīng)元超微結(jié)構(gòu)的損害水平增加，并且突觸超微結(jié)構(gòu)也有不同程度的改變。表現(xiàn)為隨著LaCl3暴露劑量的增加，仔鼠海馬和大腦皮質(zhì)的神經(jīng)元核膜輪廓模糊，核仁減小，常染色質(zhì)減少，異染色質(zhì)增加。神經(jīng)突觸超微結(jié)構(gòu)的損害程度增加，神經(jīng)突觸活性帶變短，突觸界面曲率變小，并且突觸后致密物變薄。
　　4.與對(duì)照組相比，低劑量LaCl3暴露組的仔鼠海馬和大腦皮質(zhì)Rac1、RhoA、p-PAK1、ROCK1、

7、ROCK2、p-LIMK1和p-Cofilin蛋白的表達(dá)量減少，中劑量LaCl3暴露組的仔鼠海馬和大腦皮質(zhì)Rac1、RhoA、p-PAK1、ROCK1、ROCK2、p-LIMK1和p-Cofilin蛋白表達(dá)量低于對(duì)照組和低劑量LaCl3暴露組，高劑量LaCl3暴露組仔鼠海馬和大腦皮質(zhì)Rac1、RhoA、p-PAK1、ROCK1、ROCK2、p-LIMK1和p-Cofilin蛋白的表達(dá)水平低于對(duì)照、低劑量和中劑量LaCl3暴露組，差異均有

8、統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。與對(duì)照組相比，三個(gè)LaCl3暴露組的仔鼠海馬和大腦皮質(zhì)的PAK1、LIMK1和Cofilin的蛋白表達(dá)量無(wú)顯著改變。免疫熒光試驗(yàn)顯示，與對(duì)照組相比，三個(gè)不同劑量的LaCl3暴露組引起仔鼠海馬和大腦皮質(zhì)細(xì)胞骨架蛋白減少，微絲應(yīng)力纖維部分解聚，細(xì)胞間連接減少，微絲呈聚集的斑點(diǎn)狀分布在細(xì)胞質(zhì)中，紅色斑點(diǎn)增多，出現(xiàn)了大小不一數(shù)量不等的短的F-actin，重新積聚形成了點(diǎn)或團(tuán)塊狀。
　　結(jié)論:1.孕哺期LaCl3暴露對(duì)子代大鼠學(xué)

9、習(xí)記憶能力產(chǎn)生損傷效應(yīng)。
　　2.孕哺期LaCl3暴露對(duì)子代大鼠海馬和大腦皮質(zhì)神經(jīng)元的數(shù)量、分布和形態(tài)產(chǎn)生影響，對(duì)神經(jīng)元尼氏體產(chǎn)生損害作用，可以造成子代大鼠海馬和大腦皮質(zhì)神經(jīng)元和神經(jīng)突觸超微結(jié)構(gòu)的損傷。
　　3.孕哺期LaCl3暴露造成子代大鼠海馬和大腦皮質(zhì)Rac1、RhoA、p-PAK1、ROCK1、ROCK2、p-LIMK1和p-Cofilin蛋白表達(dá)量的減少，同時(shí)導(dǎo)致海馬和大腦皮質(zhì)肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架的損害，進(jìn)而影響肌動(dòng)蛋