锌对铅暴露小鼠学习记忆及海马中BDNF表达的影响

摘要

铅是一种具有神经毒性的重金属,在环境中普遍存在。发育期的神经系统对铅尤为敏感,低水平的铅暴露会影响儿童的学习和记忆等智力发育。突触可塑性是学习记忆的分子学机制的基础,外源性的添加脑源性神经营养因子(brainderived ncurophic factor,BDNF)会纠正铅对突触可塑性的影响。营养素是铅代谢和铅毒性的修饰因子,探索营养素在铅中毒防治中的作用是该领域的研究方向之一。
　　 目的：观察不同剂量锌干预对铅暴露小鼠学习记忆能力和海马组织中BDNFmRNA表达量的影响,研究锌对铅暴露小鼠认知损伤的干预作用效果及可能的机制。
　　 方法：选择健康清洁级昆明小鼠50只,体重18～22g,雌雄各半。随机分为五组,分别为空白对照组、铅暴露组、低、中、高剂量锌干预组。在饲料相同条件下,分别饮用双蒸水、1.0g/L醋酸铅溶液、0.2g/L醋酸锌溶液+1.0g/L醋酸铅溶液、0.4g/L醋酸锌溶液+1.0g/L醋酸铅溶液和0.6g/L醋酸锌溶液+1.0g/L醋酸铅溶液,持续8周时间。每周测小鼠体重。8周后,进行Morris水迷宫试验测试小鼠的逃避潜伏期。之后以眼球摘取法采血,冰上剥离脑组织,取出海马。用Z-5000石墨炉原子吸收光谱仪测定全血铅、海马铅含量;用Z-5000型偏振塞曼原子吸收光谱仪测定血清锌、海马锌含量;以RT-PCR技术,测定海马组织中BDNF mRNA的表达量。
　　 结果：实验第6周,铅暴露组小鼠体重低于空白对照组(P＜0.05),中剂量锌干预组体重大于铅暴露组(P＜0.05);第7周,铅暴露组与低剂量锌干预组体重低于空白对照组(P＜0.05);中、高剂量锌干预组体重高于铅暴露组(P＜0.05);第8周,铅暴露组与低剂量锌干预组体重低于空白对照组(P＜0.01);中、高剂量锌干预组体重高于铅暴露组(P＜0.01、P＜0.05)。水迷宫测试显示,铅暴露组、低剂量锌干预组的平均逃避潜伏期明显长于空白对照组(P＜0.01);中、高剂量锌干预组的平均逃避潜伏期低于铅暴露组(P＜0.01)和低剂量干预组(P＜0.05)。铅暴露组和各干预组小鼠的血铅均明显高于空白对照组(P＜0.01);中、高剂量干预组的血铅浓度低于铅暴露组(P＜0.01):铅暴露组和各干预组小鼠的海马铅均明显高于空白对照组(P＜0.01);各剂量锌干预组的海马铅均低于铅暴露组(P＜0.01)。血锌测定结果:各干预组小鼠均高于铅暴露组(P＜0.01);铅暴露组低于空白对照组(.P＜0.01);中、高剂量锌干预组高于空白对照组(P＜0.01)。各干预组的海马锌含量大于铅暴露组(P＜0.01);中、高剂量组海马锌大于空白对照组(P＜0.01)。BDNF mRNA在铅暴露组海马中的表达量最低,空白对照组海马中的表达量最高。随着锌干预剂量的增加,其表达有增高趋势,各剂量锌干预组表达量高于铅暴露组(P＜0.01)。
　　 结论：慢性铅暴露使小鼠血铅和海马铅含量升高,血锌和海马锌含量降低,损伤小鼠空间学习记忆能力;补锌可在一定程度上降低小鼠血铅和海马铅水平,提高血锌和海马锌水平,改善小鼠的学习记忆能力:慢性铅暴露导致小鼠海马组织中BDNF mRNA表达降低,补锌能够提高海马BDNF mRNA的表达水平。