孕哺期鑭暴露對子代大鼠海馬和大腦皮質(zhì)中LIM激酶和絲切蛋白的影響及機制研究.pdf

1、目的:隨著稀土元素（rare earth elements，REE）在我國開發(fā)和利用，使得大量稀土元素進入環(huán)境中。由于人體不斷積聚，稀土元素對人類機體作用及影響已經(jīng)成為亟待解決的重要問題。目前已知稀土元素會對兒童的智力產(chǎn)生損害作用，但是作用機制還不完全清楚。鑭（Lanthanum，La）是自然界中含量較多的稀土元素，且在神經(jīng)系統(tǒng)具有較強的蓄積性，常作為稀土元素神經(jīng)毒性研究的代表。本研究運用神經(jīng)行為學、病理學和免疫熒光等多種技術手段，檢測

2、孕哺期氯化鑭（Lanthanum chloride，LaCl3）暴露對子代大鼠學習記憶能力的影響、對子代大鼠海馬和大腦皮質(zhì)神經(jīng)元和神經(jīng)突觸的損害作用，并從分子水平探討LaCl3對RhoGTPases-LIM激酶(LIMK)-絲切蛋白(Cofilin)通路以及對肌動蛋白細胞骨架的影響，為進一步研究La損傷學習記憶的信號轉(zhuǎn)導機制、La的神經(jīng)毒性機制以及對La所致認知功能障礙的有效干預提供科學依據(jù)。
　　研究方法:中國醫(yī)科大學的實驗動物

3、中心提供成年雌性Wistar大鼠24只，將雌性大鼠隨機分為對和低、中、高劑量LaCl3暴露組，然后將雌性大鼠與成年雄性大鼠按1∶1的比例同籠交配。對照組懷孕的雌性大鼠從受孕起飲用蒸餾水，低、中、高劑量LaCl3暴露組孕鼠從受孕起飲用含有0.125％、0.25％、0.5％ LaCl3的蒸餾水溶液。各組仔鼠出生后經(jīng)由母乳喂養(yǎng)，直至斷乳，然后對仔鼠進行各項指標測定。采用水迷宮試驗和穿梭箱試驗對仔鼠學習記憶能力進行測試，采用HE染色對仔鼠海馬和

4、大腦皮質(zhì)進行病理學組織觀察，采用尼氏染色對尼氏體進行檢測，運用透射電子顯微鏡技術對神經(jīng)元和神經(jīng)突觸超微結構進行觀察，運用western blot對蛋白表達量進行檢測，運用免疫熒光技術對神經(jīng)細胞骨架蛋白即纖維狀肌動蛋白F-actin進行觀察。
　　結果:1.與對照組相比，LaCl3組仔鼠海馬重量沒有明顯改變。體重、皮質(zhì)重量、皮質(zhì)系數(shù)和海馬系數(shù)與對照組比較差異有統(tǒng)計學意義。
　　2.與對照組相比，隨著LaCl3劑量的增加，仔鼠的

5、逃避潛伏期和游泳距離逐漸增加，在目標象限中的游泳距離、停留時間和經(jīng)過次數(shù)逐漸減少，仔鼠電擊次數(shù)、電擊時間和主動逃避潛伏時間逐漸增加。
　　3.與對照組相比，隨著LaCl3劑量的增加，仔鼠海馬和大腦皮質(zhì)中神經(jīng)元層次減少，排列松散，細胞間隙變大。高劑量組神經(jīng)元層次紊亂、細胞間距變大、水腫明顯，有空泡狀改變。與對照組相比，三個不同劑量LaCl3暴露組仔鼠海馬和大腦皮質(zhì)神經(jīng)元中尼氏體表達水平減少，在高劑量組尤為明顯，表現(xiàn)為尼氏體局部消失。

6、同時，隨著LaCl3劑量的增加，仔鼠海馬和大腦皮質(zhì)神經(jīng)元超微結構的損害水平增加，并且突觸超微結構也有不同程度的改變。表現(xiàn)為隨著LaCl3暴露劑量的增加，仔鼠海馬和大腦皮質(zhì)的神經(jīng)元核膜輪廓模糊，核仁減小，常染色質(zhì)減少，異染色質(zhì)增加。神經(jīng)突觸超微結構的損害程度增加，神經(jīng)突觸活性帶變短，突觸界面曲率變小，并且突觸后致密物變薄。
　　4.與對照組相比，低劑量LaCl3暴露組的仔鼠海馬和大腦皮質(zhì)Rac1、RhoA、p-PAK1、ROCK1、

7、ROCK2、p-LIMK1和p-Cofilin蛋白的表達量減少，中劑量LaCl3暴露組的仔鼠海馬和大腦皮質(zhì)Rac1、RhoA、p-PAK1、ROCK1、ROCK2、p-LIMK1和p-Cofilin蛋白表達量低于對照組和低劑量LaCl3暴露組，高劑量LaCl3暴露組仔鼠海馬和大腦皮質(zhì)Rac1、RhoA、p-PAK1、ROCK1、ROCK2、p-LIMK1和p-Cofilin蛋白的表達水平低于對照、低劑量和中劑量LaCl3暴露組，差異均有

8、統(tǒng)計學意義。與對照組相比，三個LaCl3暴露組的仔鼠海馬和大腦皮質(zhì)的PAK1、LIMK1和Cofilin的蛋白表達量無顯著改變。免疫熒光試驗顯示，與對照組相比，三個不同劑量的LaCl3暴露組引起仔鼠海馬和大腦皮質(zhì)細胞骨架蛋白減少，微絲應力纖維部分解聚，細胞間連接減少，微絲呈聚集的斑點狀分布在細胞質(zhì)中，紅色斑點增多，出現(xiàn)了大小不一數(shù)量不等的短的F-actin，重新積聚形成了點或團塊狀。
　　結論:1.孕哺期LaCl3暴露對子代大鼠學

9、習記憶能力產(chǎn)生損傷效應。
　　2.孕哺期LaCl3暴露對子代大鼠海馬和大腦皮質(zhì)神經(jīng)元的數(shù)量、分布和形態(tài)產(chǎn)生影響，對神經(jīng)元尼氏體產(chǎn)生損害作用，可以造成子代大鼠海馬和大腦皮質(zhì)神經(jīng)元和神經(jīng)突觸超微結構的損傷。
　　3.孕哺期LaCl3暴露造成子代大鼠海馬和大腦皮質(zhì)Rac1、RhoA、p-PAK1、ROCK1、ROCK2、p-LIMK1和p-Cofilin蛋白表達量的減少，同時導致海馬和大腦皮質(zhì)肌動蛋白細胞骨架的損害，進而影響肌動蛋