对氨基水杨酸钠对锰暴露大鼠铁和谷氨酸代谢的干预研究

摘要

锰(Mn)是人体必需的微量金属元素，但是过度的锰暴露会导致锰在脑中的蓄积，从而引起神经功能障碍综合症，称为锰中毒。锰引起的神经毒性与机体和细胞水平的铁和谷氨酸代谢紊乱密切相关。转铁蛋白和铁蛋白对Fe的转运和储存有重要作用。谷氨酰胺、谷氨酰胺合成酶、磷酸激活的谷氨酰胺酶和谷氨酸转运体(GLAST和GLT-1)及转化生长因子α共同参与了锰对谷氨酸的调节过程。对氨基水杨酸钠(PAS-Na)对体外海马神经元、锰暴露大鼠和锰中毒病人有较好的治疗效果。但是，目前PAS-Na防治锰中毒机制尚未完全清楚。因此，本研究旨在探讨PAS-Na对锰暴露大鼠的铁和谷氨酸代谢是否具有拮抗作用，从而为锰的神经毒性防治提供依据。
　　目的:
　　探讨PAS-Na对亚急性锰暴露大鼠的铁和谷氨酸代谢过程的干预作用。
　　材料与方法:
　　100只SPF级成年雄性SD大鼠适应性喂养后，随机分为5组:阴性对照、PAS对照、染锰和低、高剂量PAS-Na(L-、H-PAS)干预组，每组20只。染锰、PAS-Na（L-、H-PAS）干预组大鼠腹腔注射(ip) MnCl2·4H2O15mg/kg/天，阴性和PAS对照组ip等容量生理盐水(N.S)1次/天，每周5天，连续4周。继而L-、H-PAS干预组大鼠背部分别皮下注射(sc) PAS-Na100、200mg/kg/天，PAS对照组大鼠背部sc PAS-Na200mg/kg/天，阴性和染锰组背部sc等容量N.S，每日1次，连续3周或6周。
　　观察期第7周（染锰4周+PAS治疗3周）和10周（染锰4周+PAS治疗6周）结束时，每次处理10只大鼠/组，分别测定指标:(1)生长发育指标检测:对大鼠初始时、每周末、观察期7周、10周结束时进行称重，取肝、脾、肾、睾丸等脏器，称其重量并计算其脏器/体重比值;(2)化学法测定大鼠血清的总铁结合力，ELISA法测定大鼠血清和基底节的转铁蛋白(Tf)和铁蛋白(Fr)含量;(3)化学法测定大鼠纹状体、苍白球、海马和丘脑的谷氨酸(Glu)、谷氨酰胺(Gln)含量和谷氨酰胺合成酶(GS)的活性，ELISA法测定磷酸激活的谷氨酰胺酶(PAG)含量;(4)采用real-timePCR方法测定大鼠纹状体、苍白球、海马和丘脑的谷氨酸转运体GLAST和GLT-1以及转化生长因子α(TGF-α)的mRNA表达。
　　结果:
　　1.PAS-Na对锰暴露大鼠生长发育的影响
　　(1)观察期1-5周（锰暴露1-4周和停止锰暴露1周）时，染锰组大鼠的体重明显低于阴性对照组（P＜0.05）;观察期6-10周（停止锰暴露2-6周）时，染锰组大鼠体重与阴性对照组比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。观察期7周、10周内，PAS对照组大鼠的体重与阴性对照组比较，无明显差异（P＞0.05）。PAS-Na100、200mg/kg/天背部皮下注射3周或6周的过程中，L-、H-PAS干预组大鼠体重与染锰组比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。
　　(2)观察期7周、10周时，PAS对照组大鼠的脏器重量和脏器/体重比值与阴性对照组比较无明显差异（P＞0.05）。观察期7周时，染锰组大鼠的睾丸重量和睾丸/体重比值明显低于阴性对照组，L-、H-PAS干预组大鼠的睾丸重量和睾丸/体重比值高于染锰组（P＜0.05）。
　　2.PAS-Na对锰暴露大鼠血清和基底节Fe代谢的影响
　　观察期7周时，PAS对照组基底节铁蛋白含量明显高于阴性对照组，染锰组基底节铁蛋白含量明显低于阴性对照组（P＜0.05)，L-、H-PAS组基底节铁蛋白含量与染锰组比较无明显差异(P＞0.05)。观察期10周时，染锰组血清总铁结合力和转铁蛋白含量明显低于阴性对照组（P＜0.05)。L-、H-PAS组转铁蛋白含量比染锰组高（P＜0.05)。
　　3.PAS-Na对染锰大鼠Glu相关氨基酸和酶的影响:
　　(1)阴性对照组大鼠的Glu和PAG含量在纹状体中最高，Gln含量和GS活性在海马中最高。
　　(2)观察期7周、10周时，与阴性对照比较，染锰组大鼠纹状体的Glu含量升高，Gln含量和GS活性明显降低（P＜0.05）; L-、H-PAS干预均可降低染锰大鼠的纹状体Glu含量，升高GS含量(P＜0.05)。
　　(3)观察期7周时，与阴性对照组比较，PAS对照组大鼠苍白球Glu含量明显降低，染锰组大鼠苍白球的Glu和PAG含量明显升高、Gln含量和GS活性明显降低（P＜0.05);H-PAS干预可降低染锰大鼠苍白球的Glu含量和PAG活性（P＜0.05)。观察期10周时，与阴性对照组比较，PAS对照组大鼠苍白球Glu含量明显降低，染锰组大鼠苍白球的Glu含量升高、Gln含量和GS活性明显降低（P＜0.05)，L-、H-PAS干预可降低Glu含量，且H-PAS干预可使染锰大鼠苍白球的Gln含量升高（P＜0.05）。
　　(4)观察期7周、10周时，与阴性对照比较，染锰组大鼠海马的Glu和PAG含量均升高，Gln含量均明显降低（P＜0.05)。观察期7周时，H-PAS干预可降低染锰大鼠海马的Glu含量，L-、H-PAS干预可降低染锰大鼠海马的PAG含量（P＜0.05）;观察期10周时，H-PAS干预可降低染锰大鼠海马的Glu和PAG含量，升高Gln含量（P＜0.05）。
　　(5)观察期7周、10周时，与阴性对照组比较，染锰组大鼠丘脑的Glu和PAG含量升高，Gln含量和GS活性性明显降低（P＜0.05)。观察期7周时，L-、H-PAS干预可降低PAG含量、升高染锰大鼠丘脑的Gln含量和GS活性（P＜0.05）;观察期10周时，L-、H-PAS干预可降低染锰大鼠丘脑的Glu和PAG含量、升高Gln含量和GS活性(P＜0.05)。
　　4.PAS-Na对锰暴露大鼠GLAST和GLT-1及TGF-α mRNA表达的影响:
　　观察期7周、10周时，染锰组大鼠纹状体、苍白球、海马和丘脑的GLAST、GLT-1和TGF-α mRNA表达水平均低于阴性对照组（P＜0.05)，PAS对照组大鼠纹状体和苍白球的GLAST、GLT-1和TGF-α mRNA表达水平均高于阴性对照组（P＜0.05)，且L-、H-PAS干预组大鼠纹状体和苍白球的GLAST、GLT-1和TGF-α mRNA表达水平均高于染锰组（P＜0.05）。观察10周时，PAS对照组大鼠海马和丘脑的GLAST、GLT-1和TGF-α mRNA表达水平均高于阴性对照组(P＜0.05)，且L-、H-PAS干预组大鼠海马和丘脑的TGF-α mRNA表达水平均高于染锰组（P＜0.05）。
　　结论:
　　(1)锰暴露引起大鼠体重增长缓慢、睾丸重量和睾丸/体重比值降低，PAS-Na对锰暴露大鼠的体重无明显改变，但可抑制锰致大鼠睾丸重量和睾丸/体重比值的降低。
　　(2)锰暴露可引起大鼠血清总铁结合力和转铁蛋白含量降低，PAS-Na对锰致大鼠血清转铁蛋白含量降低有治疗性干预作用。
　　(3)锰暴露可以引起大鼠纹状体、苍白球、海马和丘脑Glu含量升高和Gln含量降低，纹状体、苍白球和丘脑GS活性降低，苍白球、海马和丘脑的PAG含量升高。PAS-Na对锰引起的谷氨酸及其相关氨基酸和酶活性的紊乱有治疗性干预作用。
　　(4)锰暴露可引起大鼠纹状体、苍白球、海马和丘脑的GLAST、GLT-1和TGF-α mRNA表达水平降低，PAS-Na对锰致GLAST、GLT-1和TGF-α mRNA表达水平降低有治疗性干预作用。

目录

声明

个人简历

英文缩略词

摘要

第一部分 PAS-Na对锰暴露大鼠铁代谢的干预研究

1．前言

2．材料与方法

3．结果

4．讨论

5．结论

第二部分 PAS-Na对锰暴露大鼠谷氨酸代谢的干预研究

1．前言

2．材料与方法

3．结果

4．讨论

5．结论

参考文献

文献综述 锰的神经毒性研究进展：基因遗传因素和谷氨酸毒性

研究生期间发表的论文

致谢