前言稀土（Rare earth,RE）是由17种元素组成,其中镧至铕为轻稀土元素,钆至镥为重稀土元素。近年来稀土被广泛应用于农业、畜牧业、工业、国防和高技术产业以及生物医学研究当中,受到政府和科学界的普遍重视。但是随着稀土的广泛开发和利用,将会使其越来越多地进入到环境、生物链和食物链中,使人类在日常生活当中不可避免地接触到或低或高水平的稀土。因此,稀土元素对于生态环境以及人类健康的影响已成为人们关注的卫生学问题。有报道表明稀土元素具有神经毒性,其作用与Al³⁺相似,亦有神经阻滞剂功能。中枢神经系统是人体最重要的系统之一,而且对外源性化合物的毒性作用比较敏感,因此稀土元素对中枢神经系统的损害作用尤其值得重视。稀土矿区流行病学调查和实验表明,稀土能够通过长期低剂量摄入而在儿童大脑中蓄积,并引发毒性效应,具体表现为神经功能受抑制,智商降低,从而危及矿区儿童的基本素质,可能产生深远影响。动物实验也证明了稀土对动物神经系统有毒性作用,具体表现为通过损伤大脑海马区域结构促使细胞凋亡从而影响学习记忆;影响神经细胞的代谢活力;影响神经递质的释放和重摄取等。中枢神经系统中胶质细胞的数量占90%以上,其中星形胶质细胞（Astrocyte,AST）是最主要的组成部分。近年来研究发现星形胶质细胞的一些新功能,提示其可能参与高级中枢系统的功能活动,一改往日仅仅起到辅助支持作用的角色。镧是轻稀土元素的代表,化学性质比较活泼,目前其对神经系统的毒性作用已有报道。因此本研究中选择星形胶质细胞为研究氯化镧毒性作用的对象,通过观察不同剂量的镧处理组星形胶质细胞的活力,细胞内Ca²⁺浓度,线粒体和胞浆中细胞色素C含量的变化以及细胞凋亡和周期变化情况,来探讨稀土对中枢神经系统的作用机制,为稀土元素的安全性评价提供理论依据。实验分组将LaCl₃用无血清的DMEM配制,使终浓度分别为0.25,0.5,1.0,2.0 mmol/L,对照组使用无血清DMEM。研究方法1、大鼠星形胶质细胞的原代培养及其免疫细胞化学法鉴定2、MTT法测定氯化镧对星形胶质细胞增殖能力的影响3、荧光探针法测定氯化镧对细胞内[Ca²⁺]i的影响4、流式细胞仪法测定氯化镧对线粒体膜电位的影响5、化学比色法测定氯化镧对线粒体和胞浆中细胞色素C含量的影响6、流式细胞仪法测定氯化镧对细胞凋亡的影响7、流式细胞仪法测定氯化镧对细胞周期的影响8、倒置显微镜下观察星形胶质细胞形态学变化结果1、免疫细胞化学法鉴定星形胶质细胞结果GFAP免疫组化完全后,镜下可见绝大部分细胞胞浆被染成棕黄色,在倒置显微镜下每张玻片选择10个视野,计数阳性细胞所占比例,阳性率可达90%以上,因此可将此原代培养的细胞作为星形胶质细胞的模型。2、MTT法测定细胞增殖能力结果氯化镧对星形胶质细胞有一定的细胞毒性,随着染毒剂量的升高和染毒时间的延长,星形胶质细胞的存活率逐渐降低,并表现出一定的剂量-效应关系（P＜0.05）。3、细胞内[Ca²⁺]i的变化细胞外液无钙组星形胶质细胞内[Ca²⁺]i升高,并随着镧暴露浓度的增加,细胞内[Ca²⁺]i显著升高,与对照组比较有明显差异（P＜0.05）;细胞外液含钙组星形胶质细胞内[Ca²⁺]i亦升高,与对照组比较有明显差异（P＜0.05）;但是两者之间比较无统计学差异。4、线粒体膜电位变化镧暴露各组星形胶质细胞线粒体膜电位均降低,并随着镧暴露浓度的增加,细胞线粒体膜电位显著降低,与对照组比较有明显差异（P＜0.05）。5、线粒体和胞浆中细胞色素C含量变化镧暴露各组星形胶质细胞线粒体中细胞色素C含量降低,胞浆中细胞色素C含量升高,与对照组比较有明显差异（P＜0.05）,并且随着染毒剂量的增加呈现剂量-反应关系。6、细胞凋亡率的变化镧暴露各组星形胶质细胞凋亡率与对照组相比显著升高（P＜0.05）,且各剂量组之间亦有显著性差异（P＜0.05）。7、细胞周期的变化随着氯化镧染毒剂量的增加,G₁期细胞指数与对照组相比显著升高（P＜0.05）;与之相反,S期和G₂期细胞指数与对照组相比则不同程度的降低,差异亦有显著性（P＜0.05）。8、细胞形态学改变对照组细胞呈多角形,胞体较大,生长密集;0.25 mmol/L组和0.5 mmol/L组细胞形状发生改变,胞体伸长,树突增粗,并可观察到少量脱壁细胞;1.0 mmol/L组可观察到细胞数量明显减少,部分细胞出现皱缩变圆;2.0 mmol/L组细胞脱壁现象严重,死亡细胞过多。结论1、氯化镧可是体外培养的星形胶质细胞存活率降低;细胞内游离钙离子浓度升高。2、氯化镧能够破坏线粒体功能,使星形胶质细胞线粒体膜电位（ψm）下降;胞浆内Cyt c含量升高,线粒体中Cyt c含量降低。3、氯化镧可使体外培养的星形胶质细胞凋亡率增加,细胞形态发生改变。