论文部分内容阅读
双酚A(Bisphenol-A, BPA)是一种具有弱雌激素活性的环境内分泌干扰物,与雌激素受体有一定的亲和力,可通过多种途径进入人体(食品、饮料、皮肤接触等)危害健康。BPA对脑和行为发育的影响引起广泛关注,已有研究发现发育期BPA暴露可影响仔鼠成年后的焦虑和抑郁行为。由于性激素参与调控成年动物的脑结构和功能,且成年动物暴露于BPA环境的时间更长,因此推测长期BPA暴露可能会影响成年动物行为。本实验室前期研究发现,长期BPA暴露不仅改变成年动物的学习记忆行为,还影响海马神经元的突触可塑性,突触蛋白和NMDA受体表达。推测长期BPA暴露可能会影响成年小鼠的焦虑和抑郁行为。雌激素调节焦虑和抑郁情绪与下丘脑-垂体-肾上腺(hypothalamic-pituitary-adrenal, HPA)轴密切相关,海马被认为是参与调节HPA轴功能的主要组成部分,也是雌激素影响焦虑和抑郁的主要靶位。雌激素主要通过ERβ调控认知和情绪反应,选择性ERβ受体激动剂可以减弱小鼠焦虑程度,并且ERβ基因敲除的雌性小鼠表现出焦虑程度的增加。抑郁症和Y-氨基丁酸(GABA)(?)下相关,其中GABAA-2α亚单位主要分布于海马和杏仁核,与抑郁症的病理生理学相关,并可调节焦虑行为。雄性GABAA-2α基因敲除小鼠表现出抑郁程度的加重。那么,BPA对焦虑和抑郁行为的影响是否是与ERβ、GABAA-2αR表达的变化有关呢?本研究通过将成年小鼠长期暴露于BPA环境中,应用旷场、明暗穿梭箱、镜子迷宫、高架十字迷宫等模型分别观察成年小鼠的自发活动、探究、焦虑行为,利用强迫游泳实验模型检测小鼠的抑郁行为,探讨长期BPA暴露对成年小鼠情绪性行为的影响；检测脑和血清里性激素水平；运用Western Blot方法检测小鼠海马脑区ERp和GABAA-2α受体表达,探讨长期BPA暴露对成年小鼠行为影响的分子机制。研究内容：通过对成年期小鼠双酚A染毒,观察长期双酚A暴露对小鼠焦虑及抑郁行为的影响；长期双酚A暴露对小鼠血清和脑里睾酮和雌二醇含量的变化的影响；长期双酚A暴露对小鼠雌激素受体-β(estrogen receptor-β, ER-β)、伽马氨基丁酸-2α(GABAA-2α)受体相对含量的影响。研究方法：清洁级9周龄健康ICR小鼠,按体重随机分为雌雄各5组。双酚A(0.04、0.4、4、40mg/kg)从第10周开始进行灌胃染毒,对照组给予同体积的溶媒。染毒12周之后,采用放射免疫法测定脑和血液里睾酮含量和雌二醇含量的变化；依次运用旷场、明暗穿梭箱、镜子迷宫、高架十字迷宫、强迫游泳模型等行为测试仪器测试雌雄小鼠的焦虑和抑郁行为：Western blot检测小鼠海马脑区ERβ和GABAA-2αR蛋白表达情况,探讨其可能的分子机制。研究结果：1.10周龄小鼠体重无统计学差异,暴露12周后,雌雄出现极显著性别差异F(1,118)=3.509,p=0.01,雄鼠体重显著高于雌鼠(p<0.01); BPA暴露组与同性别对照组相比,体重没有显著差异。BPA暴露对雌、雄小鼠生殖器官/体重没有显著影响。2.BPA暴露对雌鼠脑和血清雌二醇含量均没有显著影响,但BPA暴露明显降低脑和血清的睾酮水平,特别是0.4mg/kg BPA组的血清睾酮含量显著低于对照组(p<0.05)3.行为检测结果：1)旷场行为检测发现,BPA暴露12周对成年小鼠的自发活动和探究行为没有明显影响,但可以消除小鼠5mmin跑格数和中央区域停留时间的性别差异。2)明暗箱测试发现,BPA抑制了雄性活动性,并消除其性别差异。3)镜子迷宫行为检测发现,BPA暴露可提高雌鼠的活动性.性别因素显著影响小鼠镜区停留时间(F(1,118)=3.965,p=0.049),但不影响镜区与非镜区的穿梭次数。4)高架十字迷宫行为检测发现,正常小鼠进入开放臂次数和开放臂停留时间表现出雄鼠高于雌鼠的性别差异(p<0.05),表明正常雄鼠比雌鼠表现出弱的焦虑样状态。然而,BPA暴露减少雄鼠却增加雌鼠进入开放臂的次数和开放臂停留时间,特别是0.4～40mg/kg/d BPA暴露后,与同性别的对照组间出现显著性差异(p<0.01和p<0.05)；同时,BPA因微弱增加雄鼠而减少雌鼠封闭臂停留时间,诱导该参数的性别差异(p<0.05)。这些结果提示长期BPA暴露可增强雄鼠却减弱雌鼠的焦虑样状态,并因此消除其性别差异,甚至反向诱导出雄鼠高于雌鼠焦虑状态的性别差异。正常小鼠开放臂和封闭臂的总进入次数表现出雄鼠高于雌鼠的性别差异(p<0.05),表明正常雄鼠比雌鼠具有更高的活动性。但是,BPA暴露显著减少雄鼠进入开放臂和封闭臂的总次数,特别是0.4和40mg/kg/d BPA暴露组与同性别对照组间出现显著性差异(P<0.05),提示长期BPA暴露可抑制雄鼠的活动性,并因此消除其性别差异。5)强迫游泳行为检测发现,BPA暴露×性别交互作用和BPA暴露因素均显著影响小鼠在强迫游泳实验中的静止不动时间(F(4,110)=5.014,p=0.001; F(4,115)=3.028, p=0.021),但性别因素没有影响。正常小鼠强迫游泳时的静止不动时间表现出雌鼠高于雄鼠的性别差异(p<0.05),表明正常雌鼠比雄鼠具有更高的抑郁情绪；但是,0.04-40mg/kg/d BPA暴露均显著延长雄鼠的静止不动时间,并因此消除其性别差异。以上结果提示,BPA暴露显著增加雄鼠的抑郁程度。4.进一步的Western blot检测显示,长期BPA暴露显著下调成年雄性小鼠海马脑区ERβ蛋白表达,促进雌性而抑制雄性小鼠海马内GABAA-2aR表达。结论：长期BPA暴露可性别特异性的影响成年小鼠的焦虑和抑郁行为,其中BPA对雄鼠焦虑和抑郁情绪具有加剧作用,这种影响可能与雄鼠脑和血清内的睾酮水平的减低,海马脑区ERp和GABAA-2aR蛋白表达水平下调有关。