出生后早期暴露狄氏剂对小鼠海马神经发育的影响

摘要

研究背景：狄氏剂属于有机氯杀虫剂,可以对中枢神经系统产生毒性作用。狄氏剂曾经在我国广泛使用,虽然至今已被禁用多年,但由于是一种持久性有机污染物,且有生物富集作用,在环境、食物和乳汁中仍然可检测狄氏剂残留。已有大量研究表明狄氏剂具有生殖毒性及内分泌干扰作用,但是,对生命早期低剂量狄氏剂短期暴露可能影响神经发育尚知之甚少。
　　研究目的：在出生后大脑发育关键期,用不同浓度的低剂量狄氏剂经腹腔注射给仔鼠染毒,观察其一般发育状况,海马神经元形态并分区计数神经元数目;WesternBlotting检测小鼠哺乳期、青春期和成年期海马突触相关蛋白水平,以期探讨狄氏剂神经发育毒性作用的细胞学机制。
　　研究方法：ICR小鼠计划受孕,出生后每窝小鼠经调整为10只后,每窝随机分为5组,分别为高剂量(20.0μg/kg)、中剂量(2.0μg/kg)和低剂量(0.2μg/kg)三个狄氏剂染毒组及二甲基亚砜(DMSO)溶剂对照组和生理盐水(NS)对照组。在出生后第三天(PND3)进行腹腔注射(2μl/10g)染毒,隔天1次,连续6次。实验期间观察小鼠的体重、全身绒毛、开眼时间等一般生长发育指标及可能出现的体征。从PND92天开始,进行6天程序的Morris水迷宫实验测试小鼠的学习记忆能力。于哺乳期(PND14)、青春期(PND36)和成年期(PND98)分别麻醉、心脏灌注、分离脑组织。左半脑经多聚甲醛固定、梯度蔗糖脱水后,冰冻切片(20μm),–40℃保存,Thionin染色观察细胞形态并计数CA1和CA3区神经元数量。右半脑快速分离海马,–80℃保存,WesternBlotting检测海马突触前膜蛋白SynapsinI和突触后膜蛋白PSD95水平。
　　结果：实验期间小鼠注射部位未出现炎性反应,各组小鼠的全身绒毛、活动、神态等一般生长发育指标及体重增加未见异常。对成年期小鼠海马分区神经元计数发现,高剂量组雌性小鼠海马CA1区、CA3区神经元数目相对值在青春期就明显减少,且持续至成年期;而高剂量组雄性小鼠CA1区、CA3区神经元数目相对值则是在成年期出现明显减少(P<0.05)。Morris水迷宫测试发现,随着训练天数的增加,成年期各剂量组小鼠的登台潜伏期都明显缩短,但高剂量狄氏剂染毒组小鼠第五天、第六天的登台潜伏期有所延长,在24h后探索实验中,高剂量雌性、雄性小鼠穿越原目标平台位置的次数减少(与溶剂对照组比较,皆P<0.05)。对突触标志蛋白的检测发现,高剂量组雌性小鼠海马SynapsinI蛋白水平在哺乳期即明显下降,到青春期乃至成年期也未显示恢复;青春期雌性小鼠海马中PSD95蛋白水平呈现剂量依赖性下降(rPND36=-0.822,P<0.05),持续到成年期(rPND98=-0.743,P<0.05)。雄性小鼠各组间海马SynapsinI蛋白水平无明显差异,而高剂量组海马PSD95蛋白水平在发育各阶段(哺乳期、青春期和成年期)均明显下降。
　　结论：出生后早期接触狄氏剂,会损害小鼠成年后的学习记忆能力,影响海马CA3区神经元的形态结果及细胞构筑,且导致CA1及CA3区神经元数目减少;学习记忆能力的下降可能主要因为狄氏剂降低了小鼠海马突触蛋白的表达,进而影响突触联系的建立及突触可塑性。提示早期短期接触低剂量狄氏剂可能通过持久性损害海马突触联系的构建而影响学习记忆。

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1 前言

2 材料与方法

2.1 主要试剂与仪器

2.2 动物来源、处理及制备样品

2.3 实验程序与步骤

2.4 统计学处理

3 结果

3.1 出生后早期接触狄氏剂对小鼠一般发育情况的影响

3.2 出生后早期接触低剂量狄氏剂对小鼠成年后学习记忆的影响。

3.3 出生后早期接触狄氏剂小鼠海马区神经元的影响

3.6出生后早期接触狄氏剂对海马突触蛋白的影响

4 讨论

4.1 染毒剂量的选择

4.2 出生后早期暴露低剂量狄氏剂会损害小鼠成年后的学习记忆能力

4.3出生后早期暴露低剂量狄氏剂会损害小鼠成年后学习记忆能力的可能机制

5 结论

6 今后工作的方向

参考文献

个人简历

致谢

综述