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邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(Di-(2-ethylhexyl)phthalate,DEHP)是邻苯二甲酸酯(Phthalate Esters,PAEs)类有机污染物之一,应用极其广泛,极易从塑料制品迁移至环境,并可通过污染水源、食物摄取和皮肤接触等途径进入人体,产生神经毒性、生殖毒性、免疫毒性、细胞毒性和内分泌与代谢毒性,危害人体健康。2型糖尿病(Type 2 Diabetes Mellitus,T2DM)是以胰岛素抵抗和胰岛β细胞功能缺陷所致的胰岛素分泌减少或相对减少为特点的糖尿病。研究发现青少年T2DM发病率呈逐年上升趋势,严重威胁青少年健康。流行病学研究发现,环境污染物对T2DM人群存在毒性易感性,长期暴露可显著增加T2DM人群并发症患病风险。因此,本文以发育期T2DM小鼠为研究对象,研究DEHP暴露对发育期T2DM小鼠神经系统毒性和易感性,并采用转录组学阐明DEHP暴露对其神经系统毒性的分子机制。该研究可为DEHP暴露对青少年T2DM人群潜在健康风险的认识和评估提供参考,对保护这一特殊人群的健康具有重要意义。主要研究内容如下:(1)DEHP暴露对雄性发育期T2DM小鼠神经系统的毒性、易感性和作用机制研究。典型行为学结果表明,DEHP可显著降低雄性发育期T2DM小鼠运动总距离、顺时针旋转次数、游泳速度、原平台停留次数和目标象限停留时间,增加中心区域停留时间和逃逸潜伏期,同时还可以显著降低学习记忆相关酶(AChE、GSH-Px和SOD)的活性(p<0.05);同剂量DEHP暴露组雄性发育期T2DM小鼠与健康发育期小鼠存在显著性差异。转录组学表明,DEHP暴露可显著影响雄性发育期T2DM小鼠突触和行为等相关基因的表达,显著改变雄性发育期T2DM小鼠5-羟色胺能突触、神经活性配体受体相互作用信号通路、神经信号通路和神经受体等信号通路。Western blot实验表明,DEHP可显著增加雄性发育期T2DM小鼠CaM表达,促进CaMKII蛋白磷酸化,显著降低CREB蛋白表达,抑制PKA、ERK1/2和CREB蛋白磷酸化(p<0.05),同剂量DEHP暴露组雄性发育期T2DM小鼠与健康发育期小鼠存在显著性差异。易感性分析结果表明,T2DM与DEHP暴露对雄性发育期小鼠中心区域停留时间、逃逸潜伏期和目标象限停留时间等24个指标存在交互作用,DEHP对雄性发育期T2DM小鼠神经系统影响更大。可见,DEHP暴露对雄性发育期T2DM小鼠可产生神经系统毒性,且存在毒性易感性,其可能的机制是DEHP暴露影响小鼠钙离子信号通路和cAMP-PKA-ERK1/2-CREB信号通路相关蛋白产生神经毒性。(2)DEHP暴露对雌性发育期T2DM小鼠神经系统的毒性、易感性和作用机制研究。典型行为学结果表明,DEHP可显著影响雌性发育期T2DM小鼠运动总距离、顺时针旋转次数、目标象限停留时间和逃逸潜伏期,对其游泳速度、原平台停留次数和中心区域停留时间无显著影响,并且可显著降低雌性发育期T2DM小鼠AChE、GSH-Px和SOD活性(p<0.05)。转录组学表明,DEHP暴露可显著影响雌性发育期T2DM小鼠突触和行为等相关基因的表达,显著改变雌性发育期T2DM小鼠5-羟色胺能突触、神经活性配体受体相互作用信号通路、神经信号通路和神经受体等信号通路。Western blot实验表明,DEHP显著影响雌性发育期T2DM小鼠CaM表达和CaMKII、PKA、ERK1/2和CREB蛋白磷酸化,其中PKA、ERK1/2和CREB蛋白磷酸化水平随DEHP暴露剂量增加先升高后降低,呈倒U型趋势。易感性分析结果表明,T2DM与DEHP暴露对雌性发育期小鼠中心区域停留时间、逃逸潜伏期和顺时针旋转次数等19个指标存在交互作用,DEHP对雌性发育期T2DM小鼠神经系统毒性更高。可见,DEHP对雌性发育期T2DM小鼠产生神经毒性是由钙离子信号通路和cAMP-PKA-ERK1/2-CREB信号通路共同介导,且存在毒性易感性。