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发育期慢性低浓度铅暴露对大鼠海马GDNF蛋白表达和学习记忆的影响

王洋  
【摘要】: 目的 铅是环境中广泛存在的神经毒物,可对神经系统的许多功能造成不可逆的损害,包括智商降低、听力及视力减退、周围神经功能损害,其中最主要的是影响个体的智力发育及学习记忆功能。研究表明,生长发育期的中枢神经系统对铅毒性尤为敏感,极低浓度的铅暴露即可以引起学习记忆损害,而且损害程度和血铅浓度呈正相关,胎儿期铅暴露引起的神经系统功能损害似乎没有下限浓度。目前对铅毒性作用的研究已取得一些进展,但其损害学习记忆功能的具体机制还不明确,故开展其相关机制研究具有重要意义。 本研究通过母鼠孕期开始给予醋酸铅水溶液建立发育期慢性低浓度铅暴露模型,研究仔鼠各发育阶段海马中GDNF(glial cell line-derived neurotrophic factor, GDNF)蛋白表达及成鼠学习记忆能力改变情况,探讨铅影响学习记忆的机制,为儿童铅中毒的预防及治疗提供新的理论依据。 方法 健康成年Wistar雌性大鼠30只,适应性喂养一周后,随机分为3组,按雌:雄为1:1自然交配,以次晨发现阴栓者确定为妊娠0(G0)天。自怀孕1d(G1)起3组分别饲以双蒸水、0.05%醋酸铅(PbAc)水溶液、0.2%醋酸铅水溶液,仔鼠出生后,先通过哺乳接触铅,断乳后自行饮用与其母鼠相同浓度醋酸铅,直至仔鼠出生后第28天(PN28)。分别在仔鼠出生后第1、3、7、14、21、28天(PN1、PN3、PN7、PN14、PN2、PN28)取材,采用免疫组织化学法和蛋白免疫印迹法观察海马GDNF蛋白表达变化;每组留取8只仔鼠于出生后第56天(PN56)进行水迷宫实验,以观察学习记忆能力的改变;于仔鼠PN28时采用石墨炉原子吸收光谱法测定血铅、海马铅含量。 结果 1、发育期慢性低浓度铅暴露对大鼠血铅、海马铅含量的影响 与对照组相比,铅暴露组仔鼠血铅、海马铅浓度显著升高,升高的程度与饮用水的铅浓度呈正相关,差异有统计学意义(P0.01)。 2、发育期慢性低浓度铅暴露对大鼠学习记忆能力的影响 水迷宫实验结果表明,慢性铅暴露可明显损伤大鼠的空间学习记忆能力(P0.05,P0.01),损伤程度与饮用水的铅浓度呈正相关。 3、发育期慢性低浓度铅暴露对大鼠不同年龄阶段海马GDNF蛋白表达的影响 (1)免疫组织化学结果显示:与对照组相比,PN3、PN7、PN14、PN21及PN28时铅暴露各组仔鼠海马CA1、CA3及DG区GDNF表达明显降低,尤以PN7时降低明显,差异具有统计学意义(P0.05,P0.01)。GDNF表达存在时间表达差异。 (2)蛋白免疫印迹结果显示:与对照组相比,铅暴露各组在PN1、PN3、PN7、PN14、PN21及PN28时GDNF蛋白表达均呈下降趋势,除PNl时的0.05%PbAc组外,其余各时间点差别均有统计学意义(P0.05, P0.01)。GDNF表达存在剂量依赖性和时间表达差异。 结论1、发育期慢性低浓度铅暴露可明显损伤大鼠空间学习记忆能力。 2、发育期慢性低浓度铅暴露可显著降低海马GDNF蛋白表达。 总之,发育期慢性低浓度铅暴露可损害大鼠空间学习记忆能力,并影响大鼠海马GDNF蛋白的表达,这预示着GDNF可能参与了铅损害学习记忆的过程。


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