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目的本研究主要探讨铅暴露后海马、皮质和脑脊液变化的元素图谱,同时初步阐明铜和铜转运蛋白在铅神经毒性中铜蓄积的作用,以期为铅中毒的防治提供理论依据。方法1动物模型建立21天雄性SD大鼠80只随机分为铅暴露组和对照组,通过自由饮水方式染毒,铅暴露组饮用含有200mg/L醋酸铅。染毒时间分为3、6、9、12周。应用Morris水迷宫进行神经行为学测试。2细胞模型的建立大鼠神经胶质瘤细胞系C6,应用0或10μmol·L-1醋酸铅处理24h,然后更换含有2μmol·L-1的氯化铜培养基,培养0、0.5、1、2、4、8h后收集细胞,CCK-8法检测细胞存活率。3采用电感耦合等离子体质谱法检测铅暴露后大鼠海马、皮质、脑脊液中15种元素的含量和C6细胞中铅、铜的含量。4荧光实时定量PCR检测铅暴露后细胞中CTR1、DMT1、CCS、ATOX1、COX17、ATP7A、ATP7B的mRNA表达。5激光共聚焦检测铅暴露后C6细胞中CTR1和ATP7A的表达。结果1实验大鼠的一般情况:在染毒期间,所有实验大鼠摄食和饮水量未见异常。饲养过程中,实验大鼠体重正常增长,各组体重增加变化无差异。2铅暴露第6周到第12周,大鼠的逃逸潜伏期与对照组比较显著增长(P<0.05)。3铅暴露后大鼠海马、皮质、脑脊液中主要差异元素组:铅暴露后大鼠皮质中主要差异元素包括Ca、Fe、Cu;海马中主要的差异元素包括Na、Mg、Al、Cu、Zn;脑脊液中主要差异元素包括Na、Al、Cu、Fe、V、Ni。铜在暴露大鼠海马、皮质、脑脊液中均有显著变化,是重要的差异元素。4铅暴露导致C6细胞内铜蓄积:C6细胞铅暴露24h后,细胞内铅和铜的浓度分别为0.19±0.01(μg/mg pro)和0.51±0.05(μg/mg pro),是对照组的1.98和1.23倍,差异有统计学意义(P<0.05)。C6细胞在含铜培养基培养0.5,1,2,4,8h后,铜含量都随着时间的延长而上升,在0.5h,1h,2h和8h时,细胞中铜的浓度分别是对照组的1.12、1.35、1.19、1.13倍(P<0.05);其中,在培养1h后,铅暴露组细胞铜吸收速率最快(P<0.05)。5铜转运相关蛋白在铅暴露所致铜蓄积中的作用:C6细胞在铅暴露24h后,吸收铜0h时,CTR1和DMT1的mRNA表达比对照组分别增加了12%和36%,ATP7AmRNA的表达降低了25%,差异具有统计学意义(P<0.05);同时,激光共聚焦结果显示铅暴露24h后,C6细胞中CTR1表达的荧光强度高于对照组,ATP7A的荧光强度低于对照组。6铅暴露后继续吸收铜8h时,C6细胞内ATP7AmRNA表达明显升高,COX17mRNA表达明显降低,差异有统计学意义。结论1铅暴露可导致海马、皮质和脑脊液中差异图谱的变化不同,但是铜是主要的差异元素。2铅暴露后可导致C6细胞中铜蓄积,这与铜转入蛋白CTR1和DMT1的表达增加和铜转出蛋白ATP7A的表达下降有关。