甲基汞致秀麗隱桿線蟲(chóng)神經(jīng)毒性作用研究.pdf

1、汞的廣泛應(yīng)用導(dǎo)致甲基汞污染在世界范圍內(nèi)普遍存在。甲基汞主要通過(guò)水產(chǎn)品食用進(jìn)入人體，在體內(nèi)甲基汞極易通過(guò)血腦屏障和胎盤(pán)屏障，造成成人或胎兒的中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷。迄今，很多研究觀察到影響甲基汞神經(jīng)毒性的關(guān)鍵現(xiàn)象，如細(xì)胞內(nèi)抗氧化功能衰竭、重要功能酶的抑制、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白/神經(jīng)遞質(zhì)活性調(diào)節(jié)，但沒(méi)有一種機(jī)制可以完整的詮釋其神經(jīng)毒性機(jī)理。
　　秀麗隱桿線蟲(chóng)（Caenorhabditis elegans，C.elegans）具有個(gè)體小、生命周期短、神經(jīng)

2、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、行為學(xué)豐富、全基因組已知、基因操作便捷的特點(diǎn)，是進(jìn)行環(huán)境毒理學(xué)研究的理想模式生物。C.elegans在神經(jīng)毒性研究方面有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)：C.elegans神經(jīng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，總共302個(gè)神經(jīng)元的定位及連結(jié)形式已被完全建立；迄今已發(fā)現(xiàn)的主要神經(jīng)遞質(zhì)類(lèi)型及其代謝、囊泡循環(huán)和突觸傳遞從C.elegans到脊椎動(dòng)物高度保守。C.elegans目前被廣泛應(yīng)用于重金屬和農(nóng)藥的神經(jīng)毒性及機(jī)制研究。因此，C.elegans可能有助于甲基汞神經(jīng)毒性機(jī)制的闡

3、明。
　　半數(shù)致死濃度（LC50）是物質(zhì)毒性研究的基本指標(biāo)，是其它后續(xù)試驗(yàn)研究濃度設(shè)定的依據(jù)；神經(jīng)元變性是甲基汞神經(jīng)毒性特征性的組織病理學(xué)表現(xiàn)，行為改變是其致神經(jīng)功能損傷的后果。本研究將利用LC50、神經(jīng)元形態(tài)完整性和行為學(xué)功能三個(gè)方面的指標(biāo)研究甲基汞對(duì)C.elegans的神經(jīng)毒性作用，以評(píng)估C.elegans應(yīng)用于甲基汞神經(jīng)毒性研究的可能性。另外，本研究選用不同發(fā)育期C.elegans、多種檢測(cè)指標(biāo)、不同染毒時(shí)間和多種檢測(cè)時(shí)間點(diǎn)

4、來(lái)探索利用C.elegans開(kāi)展甲基汞神經(jīng)毒性研究的關(guān)鍵試驗(yàn)環(huán)節(jié)。本研究將為應(yīng)用模式生物C.elegans研究甲基汞神經(jīng)毒性的分子機(jī)制奠定基礎(chǔ)。
　　目的:分析甲基汞暴露對(duì)C.elegans的LC50，對(duì)C.elegans運(yùn)動(dòng)與感覺(jué)行為的影響及對(duì)C.elegans不同類(lèi)型神經(jīng)元的損傷作用，來(lái)初步探討利用C.elegans研究甲基汞神經(jīng)毒性的可能性。觀察不同C.elegans蟲(chóng)期、檢測(cè)指標(biāo)與染毒時(shí)間對(duì)甲基汞致C.elegans神經(jīng)毒

5、性作用的影響，以?xún)?yōu)化應(yīng)用C.elegans開(kāi)展甲基汞神經(jīng)毒性及機(jī)制研究的試驗(yàn)條件。
　　方法: L1期、L4期C.elegans用0～1200μmol/L甲基汞急性染毒30min或慢性染毒24-72h，于染毒開(kāi)始后的24-72h檢測(cè)LC50、神經(jīng)元形態(tài)完整性及行為學(xué)指標(biāo)（身體彎曲頻率、基本運(yùn)動(dòng)能力、頭部擺動(dòng)頻率和觸碰反應(yīng)）。
　　結(jié)果:L1期、L4期C.elegans的LC50（30min）分別為（65.93±8.89）μm

6、ol/L、（206.71±35.43）μmol/L，LC50（24h）分別為（11.59±0.79）μmol/L、（24.89±4.88）μmol/L。2.5～300μmol/L甲基汞暴露對(duì)L1期、L4期C.elegans身體彎曲頻率、基本運(yùn)動(dòng)能力、頭部擺動(dòng)頻率和觸碰反應(yīng)四個(gè)行為學(xué)指標(biāo)均具有顯著的抑制作用（P<0.05），且甲基汞濃度與抑制作用呈劑量反應(yīng)關(guān)系。2.5～150μmol/L甲基汞暴露破壞C.elegans多巴胺神經(jīng)元與γ-氨

7、基丁酸神經(jīng)元結(jié)構(gòu)的完整性、但對(duì)膽堿能、谷氨酸能和五羥色胺神經(jīng)元無(wú)損傷效應(yīng)。不論選用L1期還是L4期C.elegans，采用急性染毒還是慢性染毒，甲基汞染毒開(kāi)始后24h即可觀察到C.elegans神經(jīng)元結(jié)構(gòu)、行為功能發(fā)生明顯改變。L1期C.elegans對(duì)甲基汞的毒性作用較L4期C.elegans敏感。身體彎曲頻率、頭部擺動(dòng)頻率是對(duì)甲基汞損傷效應(yīng)最為敏感的行為學(xué)指標(biāo)。
　　結(jié)論:在本試驗(yàn)條件下，甲基汞損傷C.elegans多巴胺神經(jīng)