铅暴露大鼠脑铁含量及铁转运蛋白(DMT1/FP1)表达的时空变化

摘要

目的:发育期铅暴露引起血铅升高的同时常伴有机体缺铁，然而铅暴露和铁缺乏均可产生神经毒性导致行为和认知障碍;铅和铁又共用相同的肠内转运机制，两者的关系一直备受关注但未被阐明，故本研究建立长期铅暴露大鼠模型，探讨铅对不同时期不同部位脑铁含量以及二价金属离子转运蛋白1/膜铁转运蛋白1(DMT1/FP1)表达的影响。
　　方法:9周性成熟雌性SD大鼠随机分至对照组，800mg/l醋酸铅和1500mg/l醋酸铅组，以饮水方式暴露醋酸铅10天后，雌雄(2∶1)合笼，继续饮水暴露铅直至仔鼠断乳，仔鼠断乳时，对应母鼠的组别，将雄性仔鼠分为对照组(Control)，低铅组(LLG)和高铅组(HLG)，分别饮用0mg/l，300mg/l和900mg/l醋酸铅水溶液。在断乳(PNW3)、中年(PNW41)和老年(PNW70)时，使用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)检测血、脑皮层和海马铅及铁含量;使用铁染色(Perl'sstaining)观察大脑皮质和海马铁颗粒变化情况;使用核磁共振(MRI)活体观察脑皮层和海马铁沉积情况;使用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测皮层和海马铁转运蛋白(DMT1/FP1)mRNA表达情况，使用蛋白印迹(Western blotting)和免疫组化(IHC)检测DMT1/FP1蛋白在皮层和海马及各区表达情况。
　　结果:1.出生前铅暴露不影响雌鼠受孕和出生窝仔数，但提高雄性仔鼠在哺乳期内的死亡率，高铅组雄仔死亡率明显高于对照组(P＜0.01)。出生前铅暴露未引起大鼠体重改变。
　　2.铅暴露引起脑组织铁含量增加:ICP-AES结果显示，皮层铁含量在断乳、中年、老年时，均随铅暴露呈剂量反应性增加，海马铁含量仅在老年时，随铅暴露呈剂量反应性增加;Perl's铁染色发现，断乳大鼠皮层、海马区未观察到铁颗粒，中年皮层的铁颗粒三组无差异，海马CA3区铁颗粒，随铅暴露呈剂量反应性增多，老年大鼠皮层和海马均有明显的铁颗粒聚集且主要发生在皮层颞叶区和海马CA3区;老年大鼠MRI发现，皮层和海马均有铁沉积，铅暴露组多于对照组(P＜0.05)。
　　3.铅暴露影响FP1的表达:qRT-PCR发现，仅中年大鼠皮层FP1 mRNA和老年大鼠海马FP1 mRNA水平下降，其余年龄段均不变;Western blotting发现，皮层和海马在断乳、中年和老年时，铅暴露组FP1蛋白水平均低于对照组(P＜0.05);IHC发现，在断乳和老年时，皮层颞区和顶区、海马CA1/CA3/DG区，铅暴露组FP1蛋白均下降(P＜0.05)。
　　4.铅暴露影响DMT1的表达:qRT-PCR发现，仅老年大鼠皮层和海马DMT1 mRNA水平下降(P＜0.05)，其余年龄段均不变;Western blotting和IHC均发现，皮层和海马在断乳时，铅暴露组DMT1蛋白水平均高于对照组(P＜0.05)，而在中、老年时，铅暴露组DMT1蛋白水平均下降(P＜0.05)。
　　结论:1.长期慢性铅暴露可引起断乳大鼠皮层铁含量增加但不发生沉积，海马铁含量不变，DMT1表达增加，FP1表达下降;中年大鼠皮层铁含量增加但不发生沉积，海马CA3区出现铁沉积，DMT1和FP1表达均下降;老年大鼠皮层和海马铁含量均增加，且在皮层颞区和海马CA3区出现铁沉积，DMT1和FP1表达均下降。
　　2.长期铅暴露引起皮层和海马铁含量改变，可能和改变DMT1表达无关，很可能是在转录和（或）转录后翻译水平上下调FP1表达所致。

目录

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论文说明

摘要

中英文缩略词表

第1章 前言

第2章 材料与方法

2．1 实验材料

2．1．1 实验试剂

2．1．2 主要仪器

2．1．3 主要试剂配制

2．1．4 实验动物

2．2 实验方法

2．2．1 动物分组

2．2．2 实验前准备

2．2．3 取材

2．2．4 全血和脑组织中铅、铁测定

2．2．5 脑铁染色(Perl’s staining)

2．2．6 核磁共振(MRI)

2．2．7 实时荧光定量PCR(qRT-PCR)

2．2．8 蛋白印迹(Western blot)

2．2．9 免疫组化(Immunohistochemistry，IHC)

2．2．10 统计分析

第3章 结果

3．1 一般情况

3．2 血和皮层、海马中铅、铁浓度或含量

3．2．1 血铅浓度和皮层、海马铅含量

3．2．2 血铁浓度和皮层、海马铁含量

3．3 皮层、海马铁染色

3．4 MRI评估脑铁沉积

3．5 qRT-PCR检测DMT1和FP1mRNA表达情况

3．6 Western bolt检测DMT1和FP1蛋白表达情况

3．7 IHC检测DMT1和FP1蛋白表达情况

第4章 讨论与结论

第5章 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果

综述 铅的神经毒性和脑铁代谢