新生鼠暴露亚中毒阈剂量毒死蜱诱导黑质多巴胺能神经元损伤和神经行为改变

摘要

目的：“安全剂量”的有机磷农药对人体真无害吗?这是涉及疾病控制和公共卫生的一个重要的问题。本研究探讨大鼠新生期暴露亚中毒阈剂量(“安全剂量”)有机磷农药毒死蜱(chlorpyrifos，CPF)，对成年期中脑黑质多巴胺能神经元和神经行为的影响。 方法：出生11天SD大鼠138只，随机分为CPF组(n=46)、对照组(n=92)。对照组又分为溶剂二甲亚砜(dimethysulfoxide，DMSO)对照组(n=46)和生理盐水(rmrmaL sodiu，NS)对照组(n=46)。大鼠出生11-14天经腹部皮下注射亚中毒阈剂量(以下简称“亚剂量”，5mg/kg.d)CPF，制作新生SD大鼠暴露CPF动物模型。脂溶性的CPF溶于溶剂DMSO中给药。对照组分别以DMSO、NS替代CPF。各组给药体积均为1ml/kg.d。给次给药后严密观察12小时有无急性有机磷农药中毒症状。设出生后15天、20天、30天、60天共四个观察时点。透射电镜观察CPF对小胶质细胞超微形态结构影响；免疫组织化学方法检测中脑黑质多巴胺能神经元酪氨酸羟化酶(TH)及海马星形胶质细胞胶质纤维酸性蛋白(GFAP)表达；RT-PCR检测中脑黑质小胶质细胞CD11bmRNA及胶质细胞系源性神经营养因子GDNFmRNA的表达；酶联免疫吸附方法检测脑TNF-α、IL-1β水平；高架十字迷宫实验评估焦虑水平。所有资料采用SPSS 1 2.0统计软件包进行数据处理。所有数据用均值±标准差(X±S)表示，首先采用单因素方差分析，方差齐时采用最小显著差法t检验，方差不齐时用Dunnett’s t 检验。P<0.05为差异有显著性。 结果：新生鼠暴露亚剂量CPF未见急性有机磷农药中毒症状。 观察至成年期有如下重要发现： 1.CPF在中脑黑质急速诱导小胶质细胞活化，在超微结构小胶质细胞由静息状态转变为具有吞噬作用的激活状态，上调CD11b mRNA表达在暴露CPF早期(出生15天)比晚期(出生20天)更明显(P<0.05)，增加炎症细胞因子TNF-α表达(P<0.01)，但对IL一1β无影响(P>0.05)。 2.暴露CPF下调中脑黑质GDNFmRNA表达并使中脑黑质TH阳性细胞表达(出生30天、60天)下降(P<0.05)。 3.新生鼠暴露CPF诱导海马星形胶质细胞活化(P<0.05)并增加成年期(出生60天)焦虑水平(P<0.01)。 4．DMSO与NS比较，抑制小胶质细胞活性，减少CD11bmRNA表达并增加GDNFmRNA的表达(P<0.05)。 结论：本研究首次证实，新生期动物暴露亚剂量有机磷农药CPF后，通过中脑黑质小胶质细胞激活，增加TNF-α表达，同时减少GDNFmRNA表达，诱导成年期中脑黑质多巴胺能神经元损害。这个发现可以为神经退行性疾病，特别是对帕金森氏病(Parkinson’s disease，PD)的病因提供重要的线索。同时还发现，新生期动物暴露亚剂量CPF后，导致成年期焦虑水平增加，同时伴随海马星形胶质细胞激活。这个发现主要证明在新生儿期暴露环境化学污染物，可以在成年期引起神经精神紊乱，从而部分的阐述神经精神疾病的发病机理。 此外，本研究还有一个出乎预料的发现，DMSO通过在中脑抑制小胶质细胞活性，增加GDMFmRNA表达，可能对多巴胺能神经元具有保护作用。这个重要的发现，对神经退行性疾病，特别是对帕金森氏病有潜在的治疗意义。

目录

文摘

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论文说明：主要缩略词一览表

声明

前言

第一章亚中毒阈剂量毒死蜱诱导小胶质细胞活化损伤多巴胺能神经元

1.1前言

1.2材料与方法

1.3结果

第二章亚中毒阈剂量毒死蜱对炎症细胞因子TNF-α、IL-1β水平的影响

2.1前言

2.2材料与方法

2.3结果

第三章亚中毒阈剂量毒死蜱使海马星形胶质细胞活化影响焦虑情绪

3.1前言

3.2材料与方法

3.3结果

第四章讨论

第五章创新、发现与意义

第六章结论

附图

参考文献

综述一：有机磷杀虫剂中毒所致神经毒性症状的研究进展

综述二：有机磷农药毒死蜱的神经毒性研究进展

致谢

攻读学位期间主要科研成果