目的　　稀土元素(rareearthelements，REEs)由元素周期表中原子序数57～71的15个镧系元素及其同族的钪和钇组成。目前，REEs已经广泛的应用在农业、畜牧业、涂料、电子、能源、燃料添加剂和现代生物医药等各个方面。大量的REEs进入到环境中，可以通过消化道、呼吸道等途径进入人体并在组织器官中积累。血液循环中的REEs可以通过血脑屏障并在脑内蓄积，导致中枢神经系统(centralnervoussystem，CNS)的损伤和功能障碍。中国稀土矿区儿童的平均智商、注意力和学习能力低于正常对照地区儿童。动物实验也证实，REEs可损害受试动物CNS发育，导致神经元的形态和结构异常，学习记忆功能低下。　　镧是一种广泛使用的REEs，化学性质非常活泼，具有较强的生物学活性，故经常被用作REEs的代表来探讨其对神经系统的不良影响。研究表明，镧可在脑中蓄积，并通过影响脑的微量元素分布，促进氧化应激、干扰Ca2+、酶和神经递质的动态平衡发挥神经毒性作用，损害认知功能。每天注射高剂量镧可使雏鸡的长时记忆明显受损，长期利用镧染毒也可使大鼠空间学习记忆能力下降。提示镧对CNS的毒性作用、特别是对认知能力的影响不容忽略。　　在发育成熟的大脑中，胶质细胞数量约占脑细胞总数的90％:其中又以星形胶质细胞(Astrocyte，AC)占大多数（为脑细胞的40％-60％）。AC存在以细胞内Ca2+浓度为媒介的可兴奋性，并与突触前和突触后神经元一起形成了三重突触。当突触前神经元释放神经递质谷氨酸(glutamate，Glu)，它激活AC上的代谢型谷氨酸受体5(mGluR5)，谷氨酸与mGluR5相互作用使磷脂酶C(phospholipasec，PLC)活化，胞液内肌醇-1，4，5-三磷酸(inositol-1，4，5-triphosphate，IP3)的浓度升高并激活胞内“钙库”——内质网膜上的IP3受体，使Ca2+通道开放，导致胞液内的Ca2+迅速升高，当钙浓度超过某个临界值时触发多种神经胶质递质(gliotransmitters)的释放，作用于突触前，后膜的相应受体发挥增强或抑制突触传递的作用。　　AC的兴奋不只局限于单个细胞，还可通过Cx43、Cx30等缝隙连接蛋白构成的缝隙连接(gapJunction，GJ)传播至周围细胞，形成“钙波”，对神经元的活动做出协调一致的反应。　　在本研究中，我们自雌鼠妊娠至仔鼠断乳后一个月期间给予氯化镧(lanthanumchloride，LaCl3)，建立LaCl3染毒的子代动物模型。在此基础上，运用神经行为学、分子生物学等方法探讨镧对AC兴奋的影响及AC兴奋在镧暴露仔鼠学习记忆功能损伤中的作用。　　方法　　由中国医科大学实验动物中心提供的实验用Wistar雌性大鼠60只，体重240±10g。实验动物室温度17-23℃，相对湿度45％-55％，动物饲料由实验动物中心提供。随机将雌鼠分为对照组（饮用蒸馏水）;0.125％剂量染镧组（饮用含0.125％LaCl3的蒸馏水溶液）、0.25％剂量染镧组（饮用含0.25％LaCl3的蒸馏水溶液）、0.5％剂量染镧组（饮用含0.5％LaCl3的蒸馏水溶液）和1.0％剂量染镧组（饮用含1.0％LaCl3的蒸馏水溶液），每组12只动物。然后将雌雄大鼠按1∶1合笼，次日晨发现阴栓者定位受孕，记为妊娠第0d，以自由饮水方式对各实验组动物进行染镧。子代大鼠在断乳之前经由母体血循环和吸吮母乳染镧，断乳后则通过自由饮水摄入。至断乳后1个月结束，然后进行各项指标测定:采用神经行为学测试方法测定仔鼠的学习记忆能力，采用实时定量PCR法测定仔鼠大脑皮质及海马神经细胞mGluR5、PLC、Cx43和Cx30mRNA转录水平，采用Westernblot法测定仔鼠大脑皮质及海马神经细胞mGluR5、PLC、Cx43和Cx30蛋白表达水平，采用酶联免疫分析(ELISA)法测定仔鼠大脑皮质及海马神经细胞IP3含量，采用Fura-2荧光探针法检测仔鼠大脑皮质及海马神经细胞Ca2+浓度。　　结果　　1、氯化镧对仔鼠学习记忆能力的影响　　在Morris水迷宫定位航行试验中，LaCl3染毒组仔鼠逃避潜伏期和游泳距离显著高于对照组;空间探索试验中，LaCl3染毒组仔鼠进入目标象限的次数均显著少于对照组;0.25％、0.5％以及1.0％LaCl3剂量组仔鼠在目标象限内的时间明显短于对照组。　　2、氯化镧对mGluR5，PLC，Cx43和Cx30表达水平的影响　　0.125％剂量组仔鼠大脑皮质及海马神经细胞mGluR5mRNA，PLCmRNA，Cx43mRNA和Cx30mRNA转录水平显著高于对照组;0.25％剂量组仔鼠大脑皮质及海马神经细胞mGluR5mRNA，PLCmRNA，Cx43mRNA和Cx30mRNA转录水平显著高于对照组和0.125％剂量组;0.5％剂量组仔鼠大脑皮质及海马神经细胞mGluR5mRNA，PLCmRNA，Cx43mRNA和Cx30mRNA转录水平显著高于对照组、0.125％剂量组和0.25％剂量组;1.0％剂量组仔鼠大脑皮质及海马神经细胞mGluR5mRNA，PLCmRNA，Cx43mRNA和Cx30mRNA转录水平显著高于对照组、0.125％剂量组、0.25％剂量组和0.5％剂量组。LaCl3组仔鼠大脑皮质及海马神经细胞mGluR5，PLC，Cx43和Cx30蛋白表达显著高于对照组，且具有剂量反应关系。　　3、氯化镧对仔鼠大脑皮质及海马神经细胞IP3含量的影响　　0.125％LaCl3剂量组仔鼠大脑皮质及海马神经细胞IP3含量与对照组无显著性差异，0.25％LaCl3剂量组仔鼠大脑皮质及海马神经细胞IP3含量显著高于对照组和0.125％LaCl3剂量组，0.5％LaCl3剂量组仔鼠大脑皮质及海马神经细胞IP3含量显著高于对照组和0.125％、0.25％LaCl3剂量组，1.0％LaCl3剂量组仔鼠大脑皮质及海马神经细胞IP3含量显著高于对照组和0.125％、0.25％以及0.5％LaCl3剂量组。　　4、氯化镧对仔鼠大脑皮质及海马神经细胞Ca2+浓度的影响　　0.125％LaCl3剂量组仔鼠大脑皮质及海马神经细胞Ca2+浓度显著高于对照组;0.25％LaCl3剂量组仔鼠大脑皮质及海马神经细胞Ca2+浓度显著高于对照组和0.125％LaCl3剂量组;0.5％LaCl3剂量组仔鼠大脑皮质及海马神经细胞Ca2+浓度显著高于对照组和0.125％、0.25％LaCl3剂量组;1.0％LaCl3剂量组仔鼠大脑皮质及海马神经细胞Ca2+浓度显著高于对照组和0.125％、0.25％以及0.5％LaCl3剂量组。　　结论　　1、亚慢性LaCl3染毒导致子代大鼠学习记忆能力低下。　　2、亚慢性LaCl3染毒导致子代大鼠大脑皮质及海马神经细胞mGluR5，PLC，Cx43和Cx30的mRNA转录水平和蛋白表达水平升高。　　3、亚慢性LaCl3染毒引起子代大鼠大脑皮质及海马神经细胞IP3含量增高。　　4、亚慢性LaCl3染毒引起子代大鼠大脑皮质及海马神经细胞Ca2+稳态失衡。　　5、亚慢性LaCl3染毒可致星形胶质细胞过度兴奋，其可能是镧造成学习记忆损伤的可能机制之一。