发育早期铅暴露对小鼠空间学习记忆能力和β-淀粉样前体蛋白表达的影响

摘要

铅具有神经毒性，长期低剂量暴露于铅污染环境，可对人体各器官，尤其是神经系统造成慢性不可逆损伤。生长发育期儿童对铅尤为敏感，铅在大脑中的蓄积可导致儿童学习记忆能力下降、认知障碍、发育迟缓等一系列损伤。β-淀粉样前体蛋白(Amyloid precur sorprotein，APP)是与学习记忆相关的蛋白片段，它的代谢异常可直接影响神经系统功能，研究表明铅可致APP水解途径的改变，产生大量具有神经毒性β-淀粉样蛋白（Amyloidβ，Aβ），诱发细胞凋亡，造成学习记忆能力受损，并与迟发型阿尔茨海默病发生发展有一定关系。
　　目的：
　　通过观察不同剂量水平铅暴露对生长发育期小鼠空间学习记忆能力、血铅和海马组织铅含量及海马中APP蛋白表达的影响，以及通过分析它们之间的相关性，探讨APP蛋白在铅毒性作用中的可能机制，从而为判定铅暴露的中枢神经系统慢性损伤及其防治提供理论依据。
　　方法：
　　健康清洁级断乳（21天）C57BL/6雄性小鼠48只，按体重随机分为四个组，分别是对照组、低剂量铅暴露组、中剂量铅暴露组和高剂量铅暴露组。严格控制饲养环境条件，以自由饮水的模式给予四组小鼠去离子水、0.2％、0.4％、0.6％醋酸铅水溶液，持续三个月。从染毒开始每月称量一次小鼠体重并记录。染毒结束后，每组小鼠进行Morris水迷宫实验，记录其前四天的逃避潜伏期，分析学习能力，记录最后一天的穿越平台次数，考察记忆能力。水迷宫实验结束后两天，对小鼠麻醉，眼球采全血。每组随机抽取三只小鼠取全脑，进行常规固定、脱水、包埋和切片，免疫组织化学法观察其APP蛋白表达和分布情况。其余小鼠取脑并分离海马组织，用Z-5000偏振塞曼原子吸收光谱仪测定小鼠血铅、海马铅含量及匀浆提取总蛋白，WesternBlot技术测定APP蛋白含量。
　　结果：
　　体重测量结果显示:低剂量组体重略低于对照组，但中、高剂量暴露组与对照组相比，差异均具有统计学意义（P＜0.01）;且中、高剂量组体重均低于低剂量暴露组，差异具有统计学意义(P＜0.05)。
　　水迷宫实验结果显示:前4天，与对照组相比，各剂量暴露组逃避潜伏期明显增加，差异具有统计学意义(P＜0.05);各剂量暴露组之间比较，高剂量组潜伏期明显延长，差异具有统计学意义(P＜0.05)。第6天，各剂量暴露组逃避潜伏期均高于对照组，差异具有统计学意义(P＜0.01);穿越平台次数与对照组相比，差异具有统计学意义(P＜0.01)。
　　铅含量测定结果显示:各剂量铅暴露组小鼠血铅和海马铅含量均高于对照组，差异具有统计学意义（P＜0.01）。暴露组之间比较，中、高剂量暴露组血铅含量和海马组织铅含量均高于低剂量铅暴露组，差异具有统计学意义（P＜0.05）。
　　免疫组化实验结果显示:各铅暴露组小鼠海马的CA1区APP阳性反应物的平均积分光密度高于对照组，差异具有统计学意义(P＜0.01);各剂量组之间比较，差异也均具有统计学意义（P＜0.05）。
　　WesternBlot实验结果显示:各剂量铅暴露组小鼠APP蛋白表达量均高于对照组，差异具有统计学意义(P＜0.05)，且中、高剂量暴露组高于低剂量暴露组，差异具有统计学意义（P＜0.05）。
　　相关性分析结果:血铅和海马铅含量与学习记忆能力呈显著负相关(r＜0，P＜0.01);APP蛋白表达量与血铅、海马铅含量呈显著正相关（r＞0，P＜0.01），与学习记忆能力呈显著负相关(r＜0，P＜0.01)。
　　结论：
　　(1)发育早期铅暴露可使小鼠体重增长迟缓，使血液铅和海马组织铅含量明显升高;
　　(2)发育早期铅暴露，可影响小鼠水迷宫测试成绩，损伤小鼠空间学习和记忆能力;
　　(3)发育早期铅暴露致小鼠海马APP蛋白表达量增高，并与血铅、海马铅含量正相关，与空间学习记忆能力行为学实验结果显著负相关，表明APP可能在发育早期铅暴露致小鼠空间学习记忆能力及神经系统损伤机制中起重要作用。

目录

声明

摘要

缩略词索引表

1 引言

2 材料和方法

2．1 材料

2．1．1 实验动物及饲养条件

2．1．2 主要实验试剂

2．1．3 主要实验仪器

2．1．4 主要试剂的配制

2．2 实验方法

2．2．1 动物分组

2．2．2 小鼠体重的测定

2．2．3 小鼠空间学习记忆能力的测定

2．2．4 动物标本采集

2．2．5 小鼠血铅及海马铅含量的测定

2．2．6 免疫组织化学法检测APP蛋白的表达

2．2．7 蛋白质免疫印迹法检测小鼠APP蛋白表达

2．2．8 统计学分析

3 结果

3．1 不同剂量铅暴露小鼠体重测定结果

3．2 不同剂量铅暴露小鼠水迷宫实验结果

3．3 不同剂量铅暴露小鼠血铅及海马组织铅含量结果

3．4 不同剂量铅暴露对小鼠APP蛋白表达免疫组化分析

3．5 不同剂量铅暴露对小鼠APP蛋白Western Blot分析

3．6 相关性分析

4 讨论

4．1 动物模型的构建及动物基本情况监测

4．2 铅暴露对小鼠血液和海马组织中铅含量的影响

4．3 铅对小鼠空间学习记忆能力的影响

4．4 铅对小鼠海马组织APP蛋白表达和分布的影响

5 结论

参考文献

综述 铅与迟发性阿尔茨海默病的关系研究

个人简历在学期间发表的学术论文与研究成果

致谢