鋁暴露致大鼠神經(jīng)細(xì)胞氧化損傷在學(xué)習(xí)記憶障礙中作用的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、目的:鋁是地球上最豐量的元素之一，日常生活中主要通過(guò)空氣、水和食物等途徑進(jìn)入人體。由于神經(jīng)元分裂后細(xì)胞的特性，腦被認(rèn)為最容易受到鋁的毒性損害。腦是鋁重要的靶器官和蓄積部位，其中蓄積最多的是海馬。鋁可導(dǎo)致神經(jīng)元損傷而造成學(xué)習(xí)和記憶方面的缺陷。鋁有很強(qiáng)的促氧化活性，以前的研究表明鋁可以降低腦組織超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶、谷胱甘肽過(guò)氧化酶等抗氧化酶的活性，導(dǎo)致機(jī)體清除氧自由基的能力降低，加速細(xì)胞氧化損傷進(jìn)程。線粒體DNA很容易受到

2、氧化損傷。BER是細(xì)胞內(nèi)源性DNA損傷的主要防線，是DNA氧化損傷修復(fù)系統(tǒng)中最主要的一種修復(fù)途徑。OGG1、APE1是BER中重要的修復(fù)酶。而槲皮素是一種較強(qiáng)的抗氧化物質(zhì)，具有顯著地抗氧化作用。
　　本研究在現(xiàn)有工作基礎(chǔ)上，通過(guò)整體動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的方法，運(yùn)用神經(jīng)行為學(xué)、電生理學(xué)、生化與分子生物學(xué)等技術(shù)手段，觀察鋁對(duì)mtDNA氧化損傷、線粒體功能、BER的關(guān)鍵酶OGG1、APE1水平，神經(jīng)元和突觸的超微結(jié)構(gòu)的影響，同時(shí)用槲皮素干預(yù)，觀察上

3、述指標(biāo)的變化，探討鋁暴露引起神經(jīng)退行性疾病的可能機(jī)制，為鋁相關(guān)神經(jīng)退行性疾病的治療和預(yù)防提供新的依據(jù)和思路。
　　研究方法:本研究通過(guò)飲水染毒建立鋁暴露大鼠模型，觀察不同AlCl3劑量組大鼠學(xué)習(xí)記憶能力，腦組織8-OHdG含量和ATP水平，線粒體DNA拷貝數(shù)，及OGG1、APE1 mRNA和蛋白水平。Morris水迷宮試驗(yàn)及L-LTP誘導(dǎo)和維持情況檢測(cè)大鼠學(xué)習(xí)記憶能力;大鼠8-OHdG及ATP Elisa試劑盒檢測(cè)8-OHdG含量

4、和ATP水平;大鼠OGG1、APE1 Elisa試劑盒檢測(cè)線粒體中OGG1和APE1蛋白水平;Real-time PCR法檢測(cè)OGG1、APE1 mRNA水平及mtDNA拷貝數(shù);透射電鏡觀察大鼠海馬組織神經(jīng)元和神經(jīng)突觸超微結(jié)構(gòu)。同時(shí)用抗氧化物槲皮素干預(yù)來(lái)證實(shí)mtDNA氧化損傷在鋁致學(xué)習(xí)記憶損害中的作用。
　　結(jié)果:隨著染鋁劑量的增加，Morris水迷宮中，訓(xùn)練過(guò)程大鼠學(xué)習(xí)能力下降。定位航行試驗(yàn)中染鋁大鼠尋找平臺(tái)的逃避潛伏期增加，游

5、泳距離增加，而游泳路徑更趨復(fù)雜;空間探索試驗(yàn)中染鋁大鼠尋找平臺(tái)的趨向性降低，搜索策略改變;進(jìn)入目標(biāo)象限次數(shù)減少，在目標(biāo)象限停留時(shí)間減少。整體動(dòng)物電生理L-LTP試驗(yàn)中，HFS后染鋁大鼠PS幅度相對(duì)值、幅值平均值下降，有一定的劑量-效應(yīng)關(guān)系。腦組織線粒體8-OHdG含量升高，ATP水平下降，線粒體拷貝數(shù)下降;鋁暴露12 w，腦組織OGG1、APE1 mRNA和蛋白水平升高;鋁暴露36 w，腦組織OGG1、APE1 mRNA和蛋白水平降低;

6、染鋁組海馬神經(jīng)元及神經(jīng)突觸超微結(jié)構(gòu)受損，線粒體腫脹，嵴較少。槲皮素干預(yù)后，各損傷均有不同程度的改善。
　　結(jié)論:1.鋁暴露可以引起大鼠海馬/腦比值下降。2.鋁暴露可以造成大鼠學(xué)習(xí)記憶能力受損;海馬CA1區(qū)LTP受損;使皮質(zhì)線粒體中8-OHdG含量升高，皮質(zhì)和海馬細(xì)胞ATP水平下降;腦組織OGG1、APE1 mRNA和蛋白水平先升高(12w)后降低(36 w);線粒體DNA拷貝數(shù)下降。3.鋁暴露能夠損害大鼠海馬神經(jīng)元和神經(jīng)突觸的超微