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双酚A(Biphenol A,BPA)早已被认定为典型的环境内分泌干扰物,它的化学结构类似己烯雌酚,具有弱雌激素、抗雌激素和抗雄激素的作用。实验室早期研究发现,BPA暴露后可影响社会行为,包括玩耍、社会探究、配对及攻击行为。伏隔核(Nucleus accumbens,NAc)是中脑边缘多巴胺系统的重要组成部分,在动机、奖励和注意力方面起着重要作用。多巴胺(Dopamine,DA)是一种儿茶酚胺类的神经递质,不仅参与睡眠调节、内分泌调节与调节食物摄入等各种基本生理功能,在高级脑功能中也起重要作用,如:强化、奖赏、运动控制、认知控制与动机等。有研究表明,产前BPA暴露影响中脑多巴胺系统突触形态结构,也可以影响突触功能可塑性,而中枢神经系统突触可塑性在情绪、行为动机研究中都有重要作用。目前有关BPA对社会行为的影响已有报道,但BPA对与社会行为相关脑区如NAc区突触可塑性影响的研究很少。本研究首先探究了不同剂量BPA对青春期NAc区长时程增强(Long-term potentiation,LTP)的影响;然后利用雄激素受体拮抗剂(Flutamide,Flu)、雌激素受体拮抗剂(ICI182 780,ICI)和雌激素相关γ受体拮抗剂(4-hydroxytamoxifen,Tam)预处理,用以探究BPA是否通过性激素受体影响NAc区LTP;接着探究不同剂量DA对NAc区LTP的调节;最后,通过BPA与DA共处理,探究BPA是否影响DA对NAc区LTP的调节作用。方法:本实验利用电生理技术来记录离体脑片NAc区的场兴奋性突触后电位(field Excitatory Postsnaptic potential,fEPSP)和LTP。实验中先对青春期小鼠0.04、0.4 mg/kg/day的BPA在体暴露10天(3周龄小鼠适应1周后灌胃染毒10天)探究青春期BPA在体暴露对NAc区LTP的影响,然后用4～6周龄ICR雄性小鼠急性暴露于10 nM、100 nM、1μM、10μM和100μM的BPA,不同的性激素受体抑制剂和不同剂量的DA急性暴露以探究BPA对NAc区LTP的影响机制。先将各处理小鼠快速断头取脑,利用徕卡震动切片机制备厚度为300μm的矢状脑片,置于持续通入95%氧气和5%二氧化碳混合气的人工脑脊液(Artificial Cerebrospinal fluid,ACSF)的孵育杯中。记录时将脑片转移到记录槽中,利用微操纵仪将同心圆刺激电极放在前额叶皮质与伏隔核的边缘,刺激来自前额叶皮质的兴奋性神经元,玻璃记录电极放置在刺激电极的后下方,记录中型棘突神经元的电位变化,将不同处理的脑片持续以含有Picrotoxin(100μM)的ACSF灌流,药物作用20 min后给予脑片0.05 Hz的基础刺激,待fEPSP稳定后,通过逐渐增大刺激强度(0.01～0.1 mA)测定其输入/输出反应曲线(input-output curves,I/0曲线),以刺激强度为最大反应的50%～60%记录稳定的fEPSP至少10 min作为基线,基线记录后给予脑片3串100 Hz的高频刺激(High frequency stimulation,HFS)再回到基础刺激继续记录60 min,最后利用pClamp10.3软件测量fEPSP的斜率值,并计算在HFS后0～60 min内每分钟的fEPSP的斜率值与在HFS前10 min的fEPSP斜率值平均值比值,作为LTP的幅值。实验结果数据均以均数±标准误(M±SE)表示,并进行单因素方差分析(One-way ANOVA)和双尾t检验(two-tailed t test)。结果:1.青春期不同剂量的BPA在体暴露10天(3周龄小鼠适应1周后灌胃染毒10天)后,发现0.04 mg/kg/day显著增强LTP的维持(236.8±25.1%,比对照组升高34.8%,P<0.05),而0.4 mg/kg/day BPA对LTP维持虽有促进趋势,但无显著差异,表明BPA慢性暴露可影响NAc区LTP。2.不同剂量的BPA急性处理青春期离体脑片NAc区(预孵育30 min后开始记录并持续给药),发现100 nM BPA显著增强LTP的维持(320.1±26.0%,比对照组升高128.3%,P<0.001),而100μM BPA对LTP维持表现出抑制效应(101.0±12.7%,比对照组降低90.8%,P<0.01),表明BPA急性处理对NAc区LTP的影响具有剂量依赖性的双向作用。3.100 nM BPA对LTP的增强作用可以被雌激素受体阻断剂ICI 182 780、雌激素相关γ受体阻断剂Tamoxifen、雄激素受体阻断剂Flutamide抑制,HFS后60 min内记录的LTP的平均值分别为166.5±17.1%(n=6,比100 nM BPA组降低153.6%,P<0.001)、208.4±25.1%(n=6,比100 nM BPA组降低111.7%,P<0.01)、175.6±7.8%(n=6,比100 nM BPA组降低144.5%,P<0.001);雌激素受体阻断剂ICI 182 780预处理不能消除100μM对LTP的抑制作用(119.2±15.0%,n=6),但先用雌激素相关γ受体阻断剂Tamoxifen、雄激素受体阻断剂Flutamide处理可消除100μM BPA对LTP的抑制作用,HFS后60 min内记录的LTP的平均值分别为152.0±17.2%(n=6,比100μM BPA组升高50.9%,P<0.05)、153.7±9.6%(n=6,比100μM BPA组升高52.7%,P<0.05)。表明雌激素相关γ受体和雄激素受体不仅介导低剂量BPA对NAc区LTP的快速增强作用,还介导了高剂量BPA对LTP的快速抑制作用;而雌激素受体只介导低剂量BPA对LTP的快速增强作用。4.不同浓度的DA急性处理伏隔核脑片(预孵育30 min后开始记录并持续给药),发现100 nM DA显著增强LTP的维持(291.3±40.1%,比对照组升高120.7%,P<0.001),而10μM DA对LTP维持表现出抑制作用,但未达到显著水平;当100 nM BPA与100 nM DA共同处理消除BPA或DA单独处理时对NAc区LTP的促进作用(192.2±15.4%,n=5,比100 nM BPA组降低127.9%,P<0.01;比100 nM DA组降低99.1%,P<0.05)。表明DA急性处理可影响NAc区LTP,100 nM的BPA可拮抗100 nM DA对NAc区LTP的促进作用。结论:以上研究结果表明,青春期BPA在体暴露可影响雄性小鼠NAc区LTP,青春期离体脑片急性BPA暴露对青春期雄性小鼠NAc区的LTP具有剂量依赖的双重作用,低剂量BPA对LTP的快速增强作用可能是通过雄激素受体、雌激素受体和雌激素相关γ受体介导;高剂量BPA对LTP的快速抑制作用可能是通过雄激素受体和雌激素相关γ受体介导;同时,DA急性处理可影响NAc区LTP,促进LTP的100 nM的BPA可拮抗100 nM DA对NAc区LTP的促进作用。