本文選題：氟化物　切入點：PET/CT　出處：《華中科技大學(xué)》2014年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：第一部分葡萄糖利用減少和神經(jīng)退行性改變參與氟暴露引起的大鼠認(rèn)知損傷 目的：氟是一種較活潑的微量元素,除了導(dǎo)致氟骨癥和氟斑牙、引起骨代謝紊亂外,還能對其它非骨相器官產(chǎn)生嚴(yán)重的損害。近年來,氟對神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育毒性引起了人們的廣泛關(guān)注,但其具體的作用機(jī)制還不十分清楚。本研究旨在探討氟暴露所致發(fā)育神經(jīng)毒性的潛在發(fā)生機(jī)制。 方法：將40只清潔級成年Sprague-Dewley (SD)大鼠(雌雄各半)隨機(jī)分成四組：對照組(自來水,氟含量低于1mg/L)和25mg/L、50mg/L、100mg/L三個氟化鈉劑量組(氟化鈉溶解于自來水中),自由飲水染毒10天后,雌、雄大鼠按1：1合籠,受孕期間繼續(xù)按照上述劑量染毒至仔鼠斷乳(出生后第21天),將所有仔鼠按性別和劑量分開,接受與親代相同的染毒處理,到仔鼠出生后第8周末(出生后第56天)結(jié)束。采用Morris水迷宮檢測子代大鼠的空間學(xué)習(xí)記憶能力；應(yīng)用小動物磁共振成像(Magnetic resonance imaging,MRI)技術(shù)觀察活體大腦形態(tài)學(xué)改變；小動物正電子發(fā)射斷層顯像／計算機(jī)斷層掃描(Positron emission tomography/Computed tomography, PET/CT)活體檢測腦葡萄糖利用情況；電鏡下觀察海馬超微結(jié)構(gòu)改變;Western blot方法檢測腦功能相關(guān)基因葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1(glucose transporterl,GLUT1)、腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(brain-derived neurotrophic factor, BDNF)以及膠質(zhì)纖維酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein, GFAP)的蛋白表達(dá)水平。 結(jié)果：與對照組相比,25mg/L、50mg/L和100mg/L氟暴露均可明顯增加子代大鼠到達(dá)平臺的潛伏期和路徑,并顯著降低大鼠在平臺所在象限的游行時間(路徑)和總時間(總路徑)的比值,且各組內(nèi)雌雄之間無性別差異；MRJ檢測結(jié)果顯示染氟大鼠側(cè)腦室T2加權(quán)信號增強(qiáng),提示染氟大鼠出現(xiàn)腦室擴(kuò)張；PET/CT成像檢測結(jié)果表明,50mg/L和100mg/L兩個染氟組子代大鼠腦葡萄糖利用率明顯降低；電鏡下超微結(jié)構(gòu)顯示氟可導(dǎo)致海馬CA1區(qū)大量空泡化形成、神經(jīng)元顯著變性并發(fā)生脫髓鞘改變；腦功能基因檢測發(fā)現(xiàn),25mg/L、50mg/L和100mg/L氟處理均可明顯下調(diào)大鼠腦皮層和海馬GLUT1和GFAP的表達(dá)水平,并顯著上調(diào)皮層和海馬BDNF的表達(dá)水平,上述三個蛋白在相同暴露劑量的雌雄大鼠間的表達(dá)水平相近。 結(jié)論：發(fā)育期氟暴露引起的神經(jīng)毒性與大腦葡萄糖利用減少和神經(jīng)退行性改變密切相關(guān)。 第二部分內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和炎癥反應(yīng)在氟暴露所致大鼠睪丸損傷中的作用 目的：長期過量氟暴露可對機(jī)體多種組織器官造成損傷。雖然氟對雄性生殖系統(tǒng)的損傷作用已被確認(rèn)并備受人們關(guān)注,但氟導(dǎo)致生殖毒性的具體作用機(jī)制還未完全闡明。本研究通過模擬人群氟暴露方式建立動物氟暴露模型,旨在探討內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和炎癥反應(yīng)在氟暴露致子代大鼠睪丸損傷中的作用。 方法：將40只清潔級成年Sprague-Dewley (SD)大鼠(雌雄各半)隨機(jī)分成四組：對照組(自來水,氟含量低于1mg/L)和25mg/L.50mg/L、100mg/L三個氟化鈉劑量組(氟化鈉溶解于自來水中),自由飲水染毒10天后,雌、雄大鼠按1：1合籠,受孕期間繼續(xù)按照上述劑量染毒至仔鼠斷乳(出生后第21天),將所有雄性仔鼠按與親代相同的染毒方式處理,到仔鼠出生后第8周末(出生后第56天)結(jié)束。應(yīng)用蘇木精—伊紅(Hematoxylin-eosin staining, HE)染色、原位末端轉(zhuǎn)移酶標(biāo)記(Terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP-biotin nick end labeling, TUNEL)試驗檢測睪丸組織形態(tài)改變及生殖細(xì)胞凋亡情況；電鏡下觀察睪丸超微結(jié)構(gòu)改變；采用比色法測定睪丸組織丙二醛(Methane dicarboxylic aldehyde, MDA)含量及超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)活力；應(yīng)用Real time PCR檢測內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)分子及促炎癥介質(zhì)的mRNA表達(dá)水平；Western blot技術(shù)檢測內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激標(biāo)志分子及核轉(zhuǎn)錄因子κB (nuclear factor-KB, NF-κB)的蛋白表達(dá)水平；免疫組織化學(xué)檢測內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激凋亡調(diào)控分子生長抑制和DNA損傷同源蛋白153(GADD153/C/EBPhomologous protein, CHOP)以及炎癥調(diào)控因子NF-ΚB活化亞單位p65的表達(dá)和組織定位。 結(jié)果：與對照組相比,發(fā)育期氟暴露可導(dǎo)致明顯的睪丸組織病理學(xué)損傷,主要表現(xiàn)為：子代大鼠睪丸曲細(xì)精管萎縮,生精上皮松弛、結(jié)構(gòu)不完整,生殖細(xì)胞排列不規(guī)則,嚴(yán)重者甚至出現(xiàn)脫落,生殖細(xì)胞數(shù)量明顯減少。TUNEL染色檢測發(fā)現(xiàn)50mg/L和100mg/L染氟組睪丸出現(xiàn)不同程度的凋亡,主要以精原細(xì)胞和精母細(xì)胞凋亡為主。電鏡結(jié)果同時也發(fā)現(xiàn)生殖細(xì)胞出現(xiàn)核染色質(zhì)濃縮及邊集等典型的凋亡形態(tài)學(xué)特征,并可見細(xì)胞空泡化改變；大量線粒體出現(xiàn)明顯的腫脹、擴(kuò)張,嵴斷裂甚至消失等異常形態(tài)；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)也呈極度的擴(kuò)張變性改變。生化分析結(jié)果表明氟能引起睪丸組織MDA蓄積以及SOD活力降低。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),25mg/L、50mg/L和100mg/L氟暴露能引起睪丸內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和未折疊蛋白反應(yīng)活化,誘導(dǎo)葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78(Glucose-regulated protein78, GRP78)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)跨膜感應(yīng)蛋白肌醇需求酶1(Inositol-requiring enzyme1,IRE1)及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)凋亡信號調(diào)控蛋白CHOP的基因和蛋白表達(dá),且CHOP的表達(dá)和組織分布與凋亡的生殖細(xì)胞大體一致。此外,25mg/L、50mg/L和100mg/L氟暴露還能不同程度的上調(diào)睪丸組織炎癥相關(guān)介質(zhì)如腫瘤壞死因子a(Tumor necrosis factor-α, TNF-α)、白細(xì)胞介素1β(Interleukin-1β,IL-1β)、誘導(dǎo)型的一氧化氮合酶(Inducible nitric oxide synthase,iNOS)和環(huán)氧合酶2(Cyclooxygenase-2, COX-2)的基因表達(dá)水平,并促進(jìn)炎癥轉(zhuǎn)錄因子NF-κBp65從胞漿到胞核的易位和活化。 結(jié)論：除氧化應(yīng)激外,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和炎癥反應(yīng)也與氟導(dǎo)致的精子發(fā)生障礙和生精細(xì)胞數(shù)量丟失密切相關(guān),三者共同參與了發(fā)育期氟暴露所致的大鼠睪丸損傷過程。
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【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R114

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 朱來東,溫麗敏,雷思維;工業(yè)氟污染的生物效應(yīng)分析與研究[J];甘肅冶金;2003年01期

2 馬曉英;程學(xué)敏;李富冉;郭俊升;李艷;巴月;張慧珍;崔留欣;;氟對雄性大鼠下丘腦-垂體-性腺軸內(nèi)分泌干擾作用的實驗研究[J];衛(wèi)生研究;2008年06期

3 郝鵬飛;馬曉英;程學(xué)敏;巴月;朱靜媛;崔留欣;;氟對暴露人群下丘腦-垂體-性腺軸激素水平的影響[J];衛(wèi)生研究;2010年01期

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本文編號：1597655