長期雙酚A暴露對(duì)成年小鼠焦慮和抑郁行為的影響及其神經(jīng)機(jī)制.pdf

1、雙酚A(Bisphenol-A，BPA)是一種具有弱雌激素活性的環(huán)境內(nèi)分泌干擾物，與雌激素受體有一定的親和力，可通過多種途徑進(jìn)入人體（食品、飲料、皮膚接觸等）危害健康。BPA對(duì)腦和行為發(fā)育的影響引起廣泛關(guān)注，已有研究發(fā)現(xiàn)發(fā)育期BPA暴露可影響仔鼠成年后的焦慮和抑郁行為。由于性激素參與調(diào)控成年動(dòng)物的腦結(jié)構(gòu)和功能，且成年動(dòng)物暴露于BPA環(huán)境的時(shí)間更長，因此推測(cè)長期BPA暴露可能會(huì)影響成年動(dòng)物行為。本實(shí)驗(yàn)室前期研究發(fā)現(xiàn)，長期BPA暴露不僅改變

2、成年動(dòng)物的學(xué)習(xí)記憶行為，還影響海馬神經(jīng)元的突觸可塑性，突觸蛋白和NMDA受體表達(dá)。推測(cè)長期BPA暴露可能會(huì)影響成年小鼠的焦慮和抑郁行為。
　　雌激素調(diào)節(jié)焦慮和抑郁情緒與下丘腦-垂體-腎上腺(hypothalamic-pituitary-adrenal，HPA)軸密切相關(guān)，海馬被認(rèn)為是參與調(diào)節(jié)HPA軸功能的主要組成部分，也是雌激素影響焦慮和抑郁的主要靶位。雌激素主要通過ERβ調(diào)控認(rèn)知和情緒反應(yīng)，選擇性ERβ受體激動(dòng)劑可以減弱小鼠焦慮

3、程度，并且ERβ基因敲除的雌性小鼠表現(xiàn)出焦慮程度的增加。抑郁癥和γ-氨基丁酸(GABA)低下相關(guān)，其中GABAA-2α亞單位主要分布于海馬和杏仁核，與抑郁癥的病理生理學(xué)相關(guān)，并可調(diào)節(jié)焦慮行為。雄性GABAA-2α基因敲除小鼠表現(xiàn)出抑郁程度的加重。那么，BPA對(duì)焦慮和抑郁行為的影響是否是與ERβ、GABAA-2αR表達(dá)的變化有關(guān)呢？
　　本研究通過將成年小鼠長期暴露于BPA環(huán)境中，應(yīng)用曠場(chǎng)、明暗穿梭箱、鏡子迷宮、高架十字迷宮等模型分

4、別觀察成年小鼠的自發(fā)活動(dòng)、探究、焦慮行為，利用強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜋z測(cè)小鼠的抑郁行為，探討長期BPA暴露對(duì)成年小鼠情緒性行為的影響;檢測(cè)腦和血清里性激素水平;運(yùn)用Western Blot方法檢測(cè)小鼠海馬腦區(qū)ERβ和GABAA-2α受體表達(dá)，探討長期BPA暴露對(duì)成年小鼠行為影響的分子機(jī)制。
　　研究內(nèi)容:
　　通過對(duì)成年期小鼠雙酚A染毒，觀察長期雙酚A暴露對(duì)小鼠焦慮及抑郁行為的影響;長期雙酚A暴露對(duì)小鼠血清和腦里睪酮和雌二醇含量的

5、變化的影響;長期雙酚A暴露對(duì)小鼠雌激素受體-β(estrogen receptor-β，ER-β)、伽馬氨基丁酸-2α(GABAA-2α)受體相對(duì)含量的影響。
　　研究方法:
　　清潔級(jí)9周齡健康ICR小鼠，按體重隨機(jī)分為雌雄各5組。雙酚A(0.04、0.4、4、40mg/kg)從第10周開始進(jìn)行灌胃染毒，對(duì)照組給予同體積的溶媒。染毒12周之后，采用放射免疫法測(cè)定腦和血液里睪酮含量和雌二醇含量的變化;依次運(yùn)用曠場(chǎng)、明暗穿梭箱

6、、鏡子迷宮、高架十字迷宮、強(qiáng)迫游泳模型等行為測(cè)試儀器測(cè)試雌雄小鼠的焦慮和抑郁行為;Western blot檢測(cè)小鼠海馬腦區(qū)ERβ和GABAA-2αR蛋白表達(dá)情況，探討其可能的分子機(jī)制。
　　研究結(jié)果:
　　1.10周齡小鼠體重?zé)o統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，暴露12周后，雌雄出現(xiàn)極顯著性別差異F(1，118)=3.509，p=0.01，雄鼠體重顯著高于雌鼠(p＜0.01); BPA暴露組與同性別對(duì)照組相比，體重沒有顯著差異。BPA暴露對(duì)雌、雄

7、小鼠生殖器官/體重沒有顯著影響。
　　2.BPA暴露對(duì)雌鼠腦和血清雌二醇含量均沒有顯著影響，但BPA暴露明顯降低腦和血清的睪酮水平，特別是0.4 mg/kg BPA組的血清睪酮含量顯著低于對(duì)照組(p＜0.05)
　　3.行為檢測(cè)結(jié)果:1）曠場(chǎng)行為檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，BPA暴露12周對(duì)成年小鼠的自發(fā)活動(dòng)和探究行為沒有明顯影響，但可以消除小鼠5min跑格數(shù)和中央?yún)^(qū)域停留時(shí)間的性別差異。2）明暗箱測(cè)試發(fā)現(xiàn)，BPA抑制了雄性活動(dòng)性，并消除其性

8、別差異。3）鏡子迷宮行為檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，BPA暴露可提高雌鼠的活動(dòng)性.性別因素顯著影響小鼠鏡區(qū)停留時(shí)間(F(1，118)=3.965，p=0.049)，但不影響鏡區(qū)與非鏡區(qū)的穿梭次數(shù)。4)高架十字迷宮行為檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，正常小鼠進(jìn)入開放臂次數(shù)和開放臂停留時(shí)間表現(xiàn)出雄鼠高于雌鼠的性別差異(p＜0.05)，表明正常雄鼠比雌鼠表現(xiàn)出弱的焦慮樣狀態(tài)。然而，BPA暴露減少雄鼠卻增加雌鼠進(jìn)入開放臂的次數(shù)和開放臂停留時(shí)間，特別是0.4～40 mg/kg/d BP

9、A暴露后，與同性別的對(duì)照組間出現(xiàn)顯著性差異(p＜0.01和p＜0.05）;同時(shí)，BPA因微弱增加雄鼠而減少雌鼠封閉臂停留時(shí)間，誘導(dǎo)該參數(shù)的性別差異（p＜0.05）。這些結(jié)果提示長期BPA暴露可增強(qiáng)雄鼠卻減弱雌鼠的焦慮樣狀態(tài)，并因此消除其性別差異，甚至反向誘導(dǎo)出雄鼠高于雌鼠焦慮狀態(tài)的性別差異。正常小鼠開放臂和封閉臂的總進(jìn)入次數(shù)表現(xiàn)出雄鼠高于雌鼠的性別差異(p＜0.05)，表明正常雄鼠比雌鼠具有更高的活動(dòng)性。但是，BPA暴露顯著減少雄鼠進(jìn)入

10、開放臂和封閉臂的總次數(shù)，特別是0.4和40 mg/kg/d BPA暴露組與同性別對(duì)照組間出現(xiàn)顯著性差異(p＜0.05)，提示長期BPA暴露可抑制雄鼠的活動(dòng)性，并因此消除其性別差異。5）強(qiáng)迫游泳行為檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，BPA暴露×性別交互作用和BPA暴露因素均顯著影響小鼠在強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)中的靜止不動(dòng)時(shí)間(F(4，110)=5.014，p=0.001;F(4，115)=3.028，p=0.021)，但性別因素沒有影響。正常小鼠強(qiáng)迫游泳時(shí)的靜止不動(dòng)時(shí)間表

11、現(xiàn)出雌鼠高于雄鼠的性別差異(p＜0.05)，表明正常雌鼠比雄鼠具有更高的抑郁情緒;但是，0.04～40 mg/kg/d BPA暴露均顯著延長雄鼠的靜止不動(dòng)時(shí)間，并因此消除其性別差異。以上結(jié)果提示，BPA暴露顯著增加雄鼠的抑郁程度。
　　4.進(jìn)一步的Western blot檢測(cè)顯示，長期BPA暴露顯著下調(diào)成年雄性小鼠海馬腦區(qū)ERβ蛋白表達(dá)，促進(jìn)雌性而抑制雄性小鼠海馬內(nèi)GABAA-2αR表達(dá)。
　　結(jié)論:
　　長期BPA暴