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目的:苯并[a]芘(Benzo[a]pyrene,B[a]P)是多环芳烃类物质中常见的环境污染物之一,主要来源于矿物质的不完全燃烧,在环境中广泛存在,是世界卫生组织公认的致癌物质之一,其致癌性已得到广泛研究。近些年研究发现苯并芘还具有神经毒性,可通过加速大脑老化引起学习记忆的损伤。而研究表明,成年海马神经元再生减少是与脑老化相关的学习记忆损害的机制之一,DNA的损伤会抑制海马神经元的再生,而DNA的损伤往往伴随着端粒功能的异常。苯并[a]芘暴露导致学习记忆功能损伤这一过程涉及复杂的信号通路,本课题通过苯并[a]芘暴露干预C57小鼠,观察其行为学变化及相关蛋白、基因的改变,探索苯并[a]芘致学习记忆功能损伤过程中可能的干预靶点,为防治苯并[a]芘的神经毒性提供一定的科学依据。方法:1.使用不同浓度B[a]P染毒C57小鼠不同时间,通过Morris水迷宫实验检测小鼠学习记忆能力。2.酶联免疫吸附实验检测小鼠血液中B[a]P-7,8-二氢二醇-9,10-环氧化物-DNA加合物(BPDE-DNA)含量。3.实时荧光定量PCR实验检测小鼠相对端粒长度。4.Western blot实验检测小鼠海马中相关信号通路分子p53、p21和ID1表达以及神经细胞表面标记物Nestin、βIII-tubulin和GFAP的表达水平。5.采用GraphPad Prism 8.0进行数据分析处理,Morris水迷宫数据不服从正态分布,经对数变换后进行重复测量的方差分析,均数±标准差(?x±s)表示实验结果,单因素方差分析进行组间比较,LSD-t检验进行两组间比较,检验水准α=0.05。结果:1.染毒组小鼠出现明显的学习记忆功能损伤:Morris水迷宫实验显示随着B[a]P染毒剂量的增加和染毒时间的增长,小鼠逃避潜伏期明显增加,定位航行实验中穿越平台的次数明显减少。2.染毒组小鼠血液中BPDE-DNA加合物含量与染毒剂量和时间呈正相关。3.B[a]P染毒可导致小鼠端粒长度缩短:实时荧光定量PCR结果显示,染毒时间1月时,小鼠端粒长度并未明显缩短,随染毒时间和剂量的增加,端粒长度出现明显缩短。4.B[a]P染毒可导致p53-p21信号通路的激活,并抑制p53下游信号分子ID1的表达:western blot实验结果显示,在B[a]P低剂量和短时间暴露下,p53、p21和ID1表达并无明显增减,随染毒时间和剂量的增加,p53和p21表达明显增加,而ID1表达降低。5.B[a]P染毒对海马神经细胞的影响:神经干细胞标记物nestin和星形胶质细胞标记物GFAP在染毒后表达明显增加;神经元标记物β-tubulin在低剂量短时间B[a]P暴露下未见明显变化,随染毒时间和剂量的增加,β-tubulin表达明显降低。结论:1.B[a]P染毒可导致DNA损伤,端粒长度可反应DNA损伤程度,可作为DNA损伤的生物效应标志物。2.B[a]P暴露导致小鼠端粒缩短可能是学习记忆功能损伤的机制之一,这一现象的产生可能与端粒缩短激活p53相关通路进而抑制海马神经元再生有关。