納米氧化鋁亞慢性染毒致小鼠神經細胞線粒體損傷的機制
本文關鍵詞:納米氧化鋁亞慢性染毒致小鼠神經細胞線粒體損傷的機制,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:目的通過滴鼻暴露不同濃度納米氧化鋁顆粒,觀察納米氧化鋁對ICR小鼠的空間學習記憶能力的影響,探究納米氧化鋁對神經細胞線粒體的影響及其損傷神經細胞的潛在機制。 方法健康成年雌性ICR小鼠40只,體質量隨機分為4組,分別滴鼻暴露納米氧化鋁(50nm)25、50、75mg kg-1以及等體積的生理鹽水。每次滴鼻10μL,每天3次,連續(xù)染毒30d。染毒結束后,采用Morris水迷宮實驗檢測小鼠行為學改變。處死小鼠后,隨機取各組的一只小鼠,透射電鏡觀察神經細胞線粒體超微結構的改變,并采用軟件測定線粒體粒徑;隨機選取各組3只小鼠,提取腦皮質及海馬中線粒體,采用定磷法檢測神經細胞線粒體Na+K+-ATPase和Ca2+Mg2+-ATPase活力;隨機選取各組3只小鼠,剝取半邊腦皮質,測定細胞氧化應激損傷指標;采用4%多聚甲醛浸泡另半邊腦組織,固定切片后,進行雙蛋白免疫熒光檢測。剝取剩余小鼠的腦皮質,western免疫印跡法檢測相關蛋白的表達。 結果Morris水迷宮結果,(1)定位導航實驗結果顯示,隨著訓練天數的增加,各組小鼠平均速度無統(tǒng)計學差異,且同一天各組平均速度差異不顯著;隨著訓練天數的增加,各組小鼠的逃避潛伏期顯著縮短(P0.05),但同一天各組逃避潛伏期差異不顯著。(2)空間探索實驗結果顯示,納米氧化鋁75mg kg-1組小鼠目標象限停留時間和穿越平臺次數顯著減少(P0.05)。神經元超微結構及線粒體粒徑結果顯示,隨著染毒劑量的增加,神經元的細胞核未出現明顯的病理性改變;而線粒體結構呈現進行性損傷,線粒體內嵴排列逐漸稀疏,密度降低,甚至出現線粒體空泡化的現象,且各劑量組間平均粒徑的顯著差異,與上述結果基本一致。腦皮質線粒體酶活力結果顯示,與對照組相比,納米氧化鋁50、75mg kg-1組的線粒體Na+K+-ATPase和Ca2+Mg2+-ATPase活力活力顯著降低(P0.05);與納米氧化鋁25mg kg-1組相比,納米氧化鋁50、75mg kg-1組的Ca2+Mg2+-ATPase活力顯著降低(P0.05)。線粒體標志蛋白COXⅣ的表達顯示,與納米氧化鋁0、25、50mg kg-1組相比,75mg kg-1組線粒體數量顯著降低(P0.05)。氧化應激指標結果顯示,隨著暴露劑量的增加,SOD活力與MDA含量進行性病理改變,而納米氧化鋁75mg kg-1組的差異具有統(tǒng)計學意義(P0.05)。細胞死亡相關蛋白的Western免疫印跡結果顯示,在細胞的胞漿中蛋白細胞色素C(cytochrome c)未有表達,而線粒體樣品中蛋白表達不顯著,線粒體未釋放cytochrome c到胞漿。Caspase-3活化片段表達較低,而且各劑量組間差異不具有統(tǒng)計學意義。各劑量組間RIP1表達的差異不具有統(tǒng)計學意義。與對照組相比,Beclin1與微管相關蛋白1輕鏈3(LC3)均在納米氧化鋁75mg kg-1組顯著表達(P0.05);在蛋白SQSTM1/p62表達的結果中,與對照組相比,納米氧化鋁50mg kg-1組顯著增加(P0.05);而與50mg kg-1組相比,75mg kg-1組表達量顯著降低(P0.05)。雙蛋白免疫熒光表達及定位結果顯示,隨著暴露劑量的增加,自噬程度不斷增加,并顯著清除了受損的線粒體,納米氧化鋁可能引起線粒體自噬的發(fā)生。 結論ICR小鼠滴鼻暴露不同濃度納米氧化鋁,空間記憶能力顯著降低。而氧化應激損傷可能是納米氧化鋁神經毒性的主要機制。隨著納米氧化鋁暴露濃度的增加,ICR小鼠線粒體結構,功能以及數量發(fā)生顯著病理性改變。受損的線粒體未誘導細胞凋亡或程序性壞死的發(fā)生,而誘導自噬的發(fā)生發(fā)展,進而損傷神經細胞。其中,納米氧化鋁可能引起神經細胞發(fā)生選擇性的線粒體自噬。
【關鍵詞】:納米氧化鋁 氧化應激 線粒體 自噬 線粒體自噬
【學位授予單位】:山西醫(yī)科大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2014
【分類號】:R114
【目錄】:
- 英文縮略詞表5-6
- 中文摘要6-8
- Abstract8-11
- 前言11-21
- 參考文獻14-21
- 材料與方法21-29
- 結果29-42
- 1. 納米氧化鋁表征結果29-30
- 2.ICR 小鼠一般情況30
- 3. MWM 實驗對行為學檢測30-31
- 4. 線粒體質量檢測31-36
- 5. 氧化應激檢測36
- 6. 細胞死亡相關蛋白表達36-40
- 7. 海馬切片中線粒體與自噬體的熒光定位40-42
- 討論42-46
- 參考文獻46-49
- 結論49-50
- 綜述50-60
- 參考文獻55-60
- 攻讀學位期間論文發(fā)表情況60-61
- 致謝61-62
- 個人簡歷62
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