孕哺期鑭暴露對子代大鼠海馬和大腦皮質中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，且在神經系統(tǒng)具有較強的蓄積性，常作為稀土元素神經毒性研究的代表。本研究運用神經行為學、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神經元和神經突觸的損害作用，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導機制、La的神經毒性機制以及對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元和神經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、皮質重量、皮質系數(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中神經元層次減少，排列松散，細胞間隙變大。高劑量組神經元層次紊亂、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神經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神經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的神經元核膜輪廓模糊，核仁減小，常染色質減少，異染色質增加。神經突觸超微結構的損害程度增加，神經突觸活性帶變短，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、習記憶能力產生損傷效應。
　　2.孕哺期LaCl3暴露對子代大鼠海馬和大腦皮質神經元的數(shù)量、分布和形態(tài)產生影響，對神經元尼氏體產生損害作用，可以造成子代大鼠海馬和大腦皮質神經元和神經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肌動蛋白細胞骨架的損害，進而影響肌動蛋