本文關(guān)鍵詞： 稀土元素 小鼠 腦神經(jīng)毒性 氧化應(yīng)激 空間認知能力 凋亡 基因表達譜　出處：《蘇州大學》2013年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：稀土元素由于具有特殊的理化性質(zhì)，如今被廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域中包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及醫(yī)藥行業(yè)。然而，由于生物具有元素富集作用，稀土元素作為生物體非必需元素就不可避免的進入環(huán)境并且通過食物鏈在人體內(nèi)積累，對人類健康造成威脅。目前，稀土元素對生物體產(chǎn)生多種器官毒性已經(jīng)得到廣泛認可，但對動物腦組織及學習記憶能力的損傷機制研究還不夠深入，尤其是不同稀土元素的神經(jīng)毒性效應(yīng)研究鮮見報道。因此，我們選擇ICR小鼠作為研究對象，分別暴露于La，Ce，Nd三種典型的稀土元素中，旨在研究稀土元素引起腦損傷的分子機制，試圖從分子和基因水平理解稀土元素產(chǎn)生的生物學效應(yīng)，引起對稀土元素應(yīng)用及長期暴露影響的關(guān)注。 論文主要涉及以下內(nèi)容： (1)研究了連續(xù)14天腹腔注射20mg/kg BW LaCl3，CeCl3和NdCl3溶液對小鼠腦組織的毒性效應(yīng)及氧化損傷。腹腔注射14天后，分析了小鼠腦體比，腦組織病理學變化，稀土元素積累水平以及氧化應(yīng)激反應(yīng)。結(jié)果顯示CeCl3和NdCl3處理組小鼠腦組織神經(jīng)元出現(xiàn)炎性細胞浸潤和輕微水腫，但是LaCl3處理組沒有明顯的病理學改變。三個稀土處理組中La，Ce和Nd在腦組織中與對照組相比產(chǎn)生積累，且其順序為Ce3+Nd3+La3+。我們推測稀土元素造成的腦組織損傷與一系列的氧化應(yīng)激反應(yīng)如脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，總抗氧化能力和抗氧化酶活性降低，一氧化氮過度釋放，谷氨酸含量增加以及乙酰膽堿酯酶活性升高有密切關(guān)系。此外，三種稀土元素中，Ce3+和Nd3+表現(xiàn)出比La3+更強的毒性效應(yīng)，并且Ce3+的毒性更強，表明不同稀土元素對腦組織造成不同程度的損傷可能與稀土元素的4f電子層結(jié)構(gòu)和變價特性有一定的關(guān)系。 (2)研究了不同濃度的CeCl3暴露條件下，引起的小鼠空間認知記憶能力損傷以及海馬組織凋亡機制。本部分實驗中，2，10，20mg/kg BW CeCl3經(jīng)口飼灌胃于ICR小鼠連續(xù)60天。結(jié)果顯示，實驗組小鼠腦組織中出現(xiàn)顯著地Ce積聚，且隨著處理劑量的增加，小鼠海馬超微結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出核膜皺縮，染色質(zhì)凝集，核空泡化等凋亡現(xiàn)象。進一步實驗表明CeCl3暴露激活了組織中caspase-3和caspase-9，抑制Bcl-2，提高了Bax和cytochrome c水平，促進活性氧的積聚。此外，在CeCl3處理組，小鼠腦組織中Ca，Mg，Na，K，F(xiàn)e和Zn的含量水平發(fā)生顯著改變，且Na+/K+-ATPase，Ca2+-ATPase，Ca2+/Mg2+-ATPase活性急劇下降，乙酰膽堿酯酶以及一氧化氮合酶的活性顯著增加，單胺類神經(jīng)遞質(zhì)包括NE，DA，DOPAC，5-HT和5-HIAA含量水平顯著降低，而乙酰膽堿，谷氨酸以及一氧化氮的含量則顯著增加。這些結(jié)果表明，CeCl3暴露造成小鼠學習記憶能力損傷，可能與腦組織中電解質(zhì)，酶水平和神經(jīng)遞質(zhì)含量平衡紊亂及其海馬損傷相關(guān)，CeCl3引起的海馬組織凋亡可能是通過線粒體調(diào)節(jié)的內(nèi)源性凋亡信號通路產(chǎn)生的。 (3)研究了低劑量CeCl3長期暴露所造成腦組織損傷及其多基因共同作用的分子機制。在本部分實驗中，我們利用基因芯片技術(shù)檢測2mg/kg BW CeCl3灌胃處理小鼠90天后導致的腦組織基因表達譜變化。結(jié)果顯示低劑量CeCl3長期暴露導致小鼠腦組織嚴重病變和細胞凋亡，基因芯片數(shù)據(jù)顯示有244個基因與對照組相比發(fā)生差異表達，其中194個基因表達上調(diào)，50個基因表達下調(diào)，數(shù)據(jù)分析表明其中154個已知功能基因涉及到學習記憶，免疫炎癥，，信號轉(zhuǎn)導，凋亡和應(yīng)激反應(yīng)等。其中，Axud1，Cdc37和Ube2v1的表達顯著上調(diào)與腦組織抗凋亡功能相關(guān)，Adcy8，F(xiàn)os和Slc5a7的超表達對小鼠的空間認知能力造成了損傷。因此，Axud1，Cdc37，Ube2v1，Adcy8，F(xiàn)os和Slc5a7可能是CeCl3暴露產(chǎn)生的腦神經(jīng)毒性潛在的生物標志物。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：R114

【參考文獻】

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本文編號：1487359