出生前后子代大鼠持续铝暴露对LTP诱导的影响及其相关机制的实验研究

摘要

铝(Alumihum，Al)在地壳中的含量丰富的元素之一。在生活中人们接触铝有多种形式且十分频繁。 铝是一种神经毒物，脑是铝的蓄积部位和主要靶器官。铝是智力低下性神经疾病的一个重要的环境致病因子。 海马是学习和记忆的关键脑区，海马长时程增强(Long-term potentiation，L,TP)是NMDA受体依赖性突触传递效能的持续性增强，是公认的脑学习记忆功能在突触水平的研究模型和神经基础。因此研究铝暴露对海马LTP及与其突触机制有关的各项生化指标的影响，有助于从突触和蛋白分子水平阐明铝损害脑学习和记忆功能的作用机制。目前虽然铝对LTP损害作用的观察很多，但其损害作用的突触机制尚未完全阐明。 本研究以孕哺期到子代大鼠成年(生后3个月)为期限染铝建立大鼠出生前后的持续性铝暴露模型，观察铝对子代大鼠海马早期L,TP诱导的影响，并从行为学、突触前递质释放、突触后受体激活和细胞核内即早基因c-Fos表达方面研究铝的神经毒性及其作用机制，以初步探讨铝在亚慢性铝暴露情况下对脑学习记忆功能的影响，为与铝有关的智力低下性疾病的预防、早期诊断、病情控制提供基础资料和理论依据。 材料与方法： 一、动物分组与染毒 180g左右健康Wistar大鼠36只。驯化1w后按体重将雌鼠随机分为3组，分别为：对照组(蒸馏水)、低剂量组(0.2％-AlCl3)、高剂量组(0.4％-AlCl3)，每组雌鼠8只。各组动物按雌：雄：2：1合笼，从合笼起即开始染毒。染毒时限从母鼠孕哺期开始直至子鼠出生后90天。以子鼠为研究对象。母鼠孕期和哺乳期 时对母鼠通过自由饮水方式染毒；哺乳期结束后，弃掉母鼠，对断乳后的子鼠通过自由饮水方式染毒。选测用于各项指标测定。动物室温度18～23℃，相对湿度45～55％。 二、观察指标和测定方法 (一)脑组织和血液中铝含量测定：石墨炉原子吸收光谱法 (二)学习、记忆行为学测定：跳台实验 (三)LTP测定：细胞外微电极技术 (四)谷氨酸蛋白表达的测定：免疫组织化学方法 (五)NMDAR1受体蛋白表达的测定：免疫组织化学方法 (六)c-Fos蛋白表达的测定:免疫组织化学方法 实验结果： 一、脑组织和血液中铝含量测定 随着铝暴露剂量的升高，铝暴露组大鼠的血铝、脑铝含量逐渐升高，且均显著高于对照组(P<0.01)，两铝暴露组间差异也显著(P<0.05或P<0.01)。 二、各组大鼠学习和记忆行为学的改变 与对照组相比，两铝暴露组大鼠第一次跳上平台的时间(反应时间)均明显延长(P<0.01)，跳下平台的潜伏期明显缩短(P<0.01)，5 min内错误次数显著增加(P<0.01)，且两铝暴露组间亦有显著性差异(P<0.01或P<0.05)。 三、各组大鼠PS幅值变化(即LTP增强率)的比较 随着铝暴露剂量的升高，高频刺激后PS幅值增强率依次降低，两铝暴露组与对照组相比，显著降低(P<0.01)，但两暴露组之间差异不显著。 四、谷氨酸蛋白表达的测定： 铝暴露组子代大鼠海马谷氨酸蛋白表达与对照组相比呈下降趋势。 五、NMDAR1受体蛋白表达的测定 铝暴露组子代大鼠各脑区NMDAR1蛋白表达与对照组相比明显降低(p<0.01)，且高剂量组NMDARl蛋白表达显著低于低剂量组(p<0.01)。 六、c-FOS蛋白表达的测定： 铝暴露组子代大鼠海马各区c—Fos蛋白表达与对照组相比均呈下降趋势。高剂量组显著低于对照组和低剂量组，p<0.01。 结论： 1、母鼠孕哺期到子代大鼠成年持续铝暴露可使子代大鼠血铝、脑铝含量明显增加，神经行为学功能受损。 2、铝暴露可损害LTP的诱导，使子代大鼠海马CA1区PS幅值明显降低。 3、铝暴露可降低子代大鼠脑内兴奋性神经递质谷氨酸的含量，影响NMDAR1和c-Fos蛋白的正常表达。

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材料与方法

实验结果

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结论

本研究创新性自我评价

参考文献

综述：铝的毒性与学习记忆

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