自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤在纳米氧化铝致斑马鱼幼鱼早期神经毒性中的作用

由于纳米氧化铝(alumina nanoparticles,AlNPs)独特的理化性质,被广泛应用于医药、电子和化妆品等多个领域,但关于AlNPs的早期神经毒性效应及其潜在机制尚未完全阐明.为探讨AlNPs的毒作用机制,以及自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤(3-methyladenine,3MA)对AlNPs致斑马鱼幼鱼早期神经毒性的影响,将6 hpf(hours post-fertilization)的斑马鱼胚胎分为对照组、3MA组、AlNPs组和AlNPs+3MA组.观察胚胎和幼鱼的形态学变化以及幼鱼的一般毒性,并检测神经行为改变、氧化应激水平以及幼鱼体内自噬相关基因beclin1、lc3Ⅱ和vps34的表达情况.结果表明,各组幼鱼在死亡率、孵化率和畸形率方面无显著性差异.形态学观察结果显示,AlNPs组受精卵在12 hpf和24 hpf出现发育迟缓,加入3MA后,在24 hpf后受精卵发育好转.运动行为检测发现,AlNPs组幼鱼黑暗状态下的平均速度、移动距离和趋触性程度显著降低(P<0.05).在强光刺激下的惊恐逃避反射实验中,AlNPs组幼鱼在光照时的速度显著降低(P<0.05).氧化应激水平检测结果显示,AlNPs组超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性显著降低(P<0.05),而AlNPs组乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)活性显著升高(P<0.05).自噬相关基因beclin1、lc3Ⅱ和vps34在AlNPs组表达均显著升高,加入3MA后,基因表达降低,并具有统计学意义(P<0.05).上述结果表明,AlNPs诱导过度自噬的发生造成斑马鱼幼鱼早期神经毒性,而3MA可以减轻AlNPs引起的氧化损伤并下调自噬相关基因的表达,明显改善AlNPs暴露所致的早期神经毒性.     

贵州汞污染地区大米神经毒性基因水平研究

为从分子基因水平探讨汞污染地区大米的神经毒性,用贵州 2 个汞污染区(万山汞矿和清镇化工厂)产的大米喂养大鼠,分别于20d 和30d 后,用 RT-PCR 方法检测脑中即刻早期基因 c-fos mRNA 表达变化,并以非污染区作对照.结果表明,汞污染大米能够极显著诱导大鼠脑c-fos mRNA 表达,并且该表达是持续的.应用 c-fos mRNA 表达变化早期预报汞神经毒性是有可能的.     

VOCs、细菌及颗粒物混合暴露致小鼠学习记忆障碍机制研究

室内空气污染的现状是多种污染源共存,挥发性有机物(volatile organic compounds, VOCs)、细菌及颗粒物等是典型室内空气污染物。神经行为学毒性是室内空气污染引起的敏感毒性作用之一。为了探讨VOCs、细菌及颗粒物混合暴露对小鼠学习记忆能力的影响及机制,选用雄性昆明小鼠70只,随机分为对照(G1)和2～7(G2～G7)号染毒组。采用水迷宫和抓力仪测定小鼠的学习记忆潜伏期和抓力,染毒结束后测定全脑中活性氧(ROS)、丙二醛(MDA),神经递质谷氨酸(Glu)、乙酰胆碱(Ach)含量以及胆碱能系统的乙酰胆碱转移酶(ChAT)和乙酰胆碱酯酶(TChE)活力,同时分析脑源性神经营养因子(BDNF)、胶质细胞神经营养因子(GDNF)及神经生长因子(NGF)的水平。结果显示,第6天,G5、G6及G7小鼠的抓力、逃避潜伏期及在原平台所在象限的探索时间较对照组存在显著差异,并且伴有ROS、MDA含量的显著升高,Glu含量的显著升高,Ach含量、ChAT及TChE活力的显著降低,以及神经营养因子的显著下调(P<0.05或P<0.01)。研究结果表明,VOCs、颗粒物及细菌混合暴露能够导致小鼠学习记忆障碍,混合暴露引起的氧化损伤诱导的神经兴奋或抑制性毒性作用,以及神经营养因子沿轴突逆向传递降低或中断两方面作用导致神经递质产生和释放异常,进而引起学习记忆能力降低。     

四溴联苯醚对小鼠的神经毒性

为探讨持久性有机污染物2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)对小鼠海马组织的神经毒性,将小鼠每日灌胃25或50 mg·kg-1剂量的BDE-47,6周后检测其记忆能力、海马组织病理学变化、蛋白激酶C(PKC)表达量和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(caspase-3)活性。结果显示,BDE-47损伤了小鼠被动回避实验的记忆保持能力,导致海马安蒙角(CA1)区锥体细胞排列紊乱,神经元胞体体积变小,形态不规则。BDE-47对小鼠海马组织PKCα、β、γ和ζ的表达无影响,但显著上调了PKCδ和PKCλ的表达,促进了caspase-3活性。这些结果提示,BDE-47导致的海马神经毒性可能与PKCδ和PKCλ表达异常及caspase-3活性升高有关。本实验结果为进一步了解BDE-47神经毒作用机制提供了实验依据。