低剂量汞、铅和镉联合暴露致大鼠海马神经元细胞损伤的实验研究

摘要

目的研究低剂量汞、铅和镉联合暴露对大鼠海马神经元的损伤。方法采用2×2×2析因设计将人神经母细胞瘤细胞按随机数字表法随机分为8组,染毒24 h、48 h和72 h后,检测各组细胞活力值。将20只8周龄SD孕鼠按随机数字表法随机分配至4组（每组5只）,分别为对照组（蒸馏水）、1倍3种重金属混合物暴露组（1×MM组,氯化汞、三水合醋酸铅、氯化镉含量分别为0.15、25.00、7.50 mg/L）,5倍3种重金属混合物暴露组（5×MM组,氯化汞、三水合醋酸铅、氯化镉含量分别为0.75、125.00、37.50 mg/L）和10倍3种重金属混合物暴露组（10×MM组,氯化汞、三水合醋酸铅、氯化镉含量分别为1.50、250.00、75.00mg/L）,饮水染毒至孕鼠分娩。分娩后,每组选择20只雄性仔鼠先经母乳染毒至断乳,调整染毒剂量后经饮水染毒至成年（出生后83 d）处死。采集大鼠血样和海马组织,观察海马超微结构变化,并测定血中汞、铅、镉含量及海马神经元细胞凋亡率、活性氧和细胞内游离钙([Ca2+]i)荧光强度值。结果染毒48 h和72 h后,汞+铅+镉联合暴露（未观察到有害作用浓度,分别为1.0、0.5和0.1μmol/L）对细胞活力影响具有协同毒性（P值均＜0.05）。动物实验发现1×MM组较对照组比较变化不明显,5×MM组海马神经元开始出现线粒体减少、嵴和基质逐渐溶解,10×MM组加重出现明显的核内染色质聚集成团、线粒体大量减少且嵴与基质大量溶解。1×MM组、5×MM组、10×MM组大鼠血中汞、铅和镉含量均高于对照组,差异具有统计学意义（P值均＜0.001）。1×MM组海马神经元细胞凋亡率与对照组的差异无统计学意义,5×MM组和10×MM组细胞凋亡率均高于对照组,差异具有统计学意义（P值均＜0.001）。1×MM组海马神经元活性氧荧光强度值与对照组的差异无统计学意义,5×MM组和10×MM组活性氧荧光强度值均高于对照组,差异具有统计学意义（P值均＜0.05）。1×MM组海马神经元[Ca2+]i荧光强度值与对照组的差异无统计学意义,5×MM组和10×MM组[Ca2+]i荧光强度值均高于对照组,差异具有统计学意义（P值均＜0.001）。结论低剂量汞、铅和镉联合暴露可引起协同神经毒性损伤,可能与海马神经元凋亡、活性氧及[Ca2+]i变化有关。