亚慢性染毒苯并[a]芘对大鼠胆碱能系统的影响

摘要

多环芳烃类化合物(Polycyclic Aromatic Hydrocarbon，PAHS)是由煤，石油，木材，烟草，有机高分子化合物等有机物不完全燃烧产生的，广泛存在于环境中的重要的环境和职业污染物，其重要成分苯并[a]芘(Benzo[a]pyrene，B[a]P)为确认致癌物。近年来研究发现B[a]P不仅具有致癌性，其神经毒性也逐渐引起学者重视。试验研究表明，B[a]P可导致动物神经组织损伤，空间学习记忆能力下降，其作用与血浆和脑内B[a]P代谢产物浓度显著相关。在学习记忆过程中，胆碱能系统发挥着重要作用。乙酰胆碱(Acetylcholine，Ach)，作为一种重要的神经递质，与学习、记忆等认知功能有关。但B[a]P诱发的神经毒性是否与胆碱能系统有关，目前尚不清楚。本研究拟通过亚慢性染毒B[a]P大鼠模型，观察B[a]P对大鼠海马组织Ach含量、胆碱酯酶(Acetylcholineesterase，AchE)活性和乙酰胆碱受体α7亚型(Nicotinic acetylcholine receptorα7 subtype，nAChRα7)基因和蛋白表达水平的影响及与B[a]P导致大鼠学习记忆功能损伤的关系，从而探讨胆碱能系统在B[a]P神经毒性机制中的作用。
　　 目的：
　　 通过观察亚慢性染毒B[a]P对大鼠神经行为的影响，以及对大鼠外周血及海马组织中乙酰胆碱含量、胆碱酯酶活性和海马组织中乙酰胆碱受体α7亚基(nAChRα7)mRNA和蛋白的表达的影响，探讨苯并[a]芘的神经毒性机制。
　　 方法：
　　 选择50只健康雄性SD大鼠，随机分为空白对照组，溶剂对照组，1.0、2.5、6.25mg/kg·KW B[a]P染毒组，隔日腹腔注射染毒90天。Morris水迷宫和跳台试验检测大鼠空间学习记忆能力。碱性羟胺法检测外周血和海马组织Ach含量。DNTB法检测外周血和海马组织AChE活性。荧光定量PCR法和Western-blot法分别检测大鼠海马组织nAChRα7mRNA和蛋白表达水平。
　　 结果：
　　 Morris水迷宫试验结果显示，B[a]P染毒组大鼠出现平均逃避潜伏期和平均总路程均随着染毒剂量的增加而增大，平台象限停滞时间随着染毒剂量的增加而减小的趋势。6.25mg/kgB[a]P组寻找平台的平均逃避潜伏期为为46.77±2.14s，显著高于空白对照、溶剂对照和1.0mg/kg B[a]P组（17.38±1.82s，25.12±1.95s和22.91±1.86s，P＜0.05）。6.25mg/kgB[a]P组大鼠平台象限停滞时间为24.68±15.33s，显著低于空白对照、溶剂对照、1.0mg/kg和2.5mg/kgB[a]P组(48.37±10.6s,41.49±11.44s,43.15±10.24s和38.92±13.31s，P＜0.05)，其他各组之间差异无显著性差异；2.5mg/kg、6.25mg/kgB[a]P组大鼠平均总路程分别为158.59±1.86cm、181.97±2.09cm，显著大于空白对照、溶剂对照和1.0mg/kg B[a]P组(87.10±1.95cm,117.49±1.91cm和97.72±2.04cm,P＜0.05)。
　　 跳台实验结果显示，6.25mg/kgB[a]P染毒组大鼠的第一次错误次数(EN1)为3.30±1.16次，显著高于空白对照、溶剂对照和1.0mg/kgB[a]P组(1.14±0.69次、1.10±0.74次和1.23±0.44次)，差异有统计学意义(P＜0.05);2.5mg/kg、6.25mg/kgB[a]P组大鼠逃避潜伏期(LT)分别为34.02±8.16s、23.67±8.63s，显著小于空白对照、溶剂对照和1.0mg/kgB[a]P组(分别为71.34±35.67s、73.01±24.82s和60.71±17.8ls)，差异有统计学意义(P＜0.05)；6.25mg/kgB[a]P组大鼠第二次错误次数(EN2)为2.21±0.67次，显著高于空白对照、溶剂对照、1.0mg/kgB[a]P和2.5mg/kgB[a]P组(分别为1.00±0.58次、1.10±0.32次、1.31±0.85次和1.23±0.83次)，差异有统计学意义(P＜0.05)。
　　 各组大鼠外周血Ach差异无统计学差异(P＞0.05);2.5mg/kg、6.25mg/kgB[a]P组大鼠外周血AchE活性分别为14.3±6.68和12.3±4.96U/ml，显著低于空白对照组(17.9±5.92U/ml)和溶剂对照组(17.2±4.84)，差异有统计学意义(P＜0.05)。大鼠脑海马组织Ach含量有随染毒剂量升高而降低的趋势，其中2.5mg/kg和6.25mg/kgB[a]P组大鼠Ach含量(43.4±26.8和34.9±12.3μg/ml）显著低于空白对照、溶剂对照和1.0mg/kgB[a]P组(60.8±6.46、55.6±16.9和53.7±17.8μg/ml)，差异有统计学意义(P＜0.05)。6.25mg/kgB[a]P组大鼠脑海马组织AchE活性为3.01±1.32U/ml，显著低于空白对照、溶剂对照、1.0mg/kg和2.5mg/kgB[a]P组(5.32±1.66、5.12±1.62、5.37±1.68和5.23±1.02U/ml)，差异有统计学意义(P＜0.05)。
　　 Western-blot法和荧光定量PCR法测定结果显示，各组大鼠海马组织中nAChRα7蛋白表达水平和nAChRα7mRNA差异无统计学意义(P＞0.05)。
　　 结论：
　　 1、亚慢性染毒B[a]P可损伤大鼠空间学习记忆能力；
　　 2、亚慢性染毒B[a]P可抑制大鼠外周血和脑海马组织AchE活性；
　　 3、亚慢性染毒B[a]P可导致大鼠海马组织Ach含量减少，且存在剂量反应关系；
　　 4、亚慢性染毒B[a]P不影响大鼠海马组织nAChRα7mRNA和蛋白表达水平；
　　 5、大鼠海马组织Ach含量减少可能是亚慢性染毒B[a]P损伤大鼠空问学习记忆能力的主要机制之一。

目录

声明

中英文缩写对照

前言

1．材料与方法

1．1 实验材料

1．2 实验方法

2．结果

2．1 动物基本状况

2．2 Morris水迷宫试验结果

2．3 跳台试验结果

2．4 外周血和海马组织乙酰胆碱含量、胆碱酯酶活性检测结果

2．5 海马组织nAChR α 7mRNA表达的荧光定量PCR检测结果

2．6 Western-blot法检测nAChR α 7蛋白表达结果

2．7 胆碱能系统与神经行为相关关系

3．讨论

4．结论

综述

参考文献

个人简历

致谢