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[目的]研究铅暴露对大脑屏障,即血-脑屏障(blood-brain barrier, BBB)和血-脑脊液屏障(blood-cerebrospinal fluid barrier, BCB),结构和功能的损伤作用及其分子机制.[材料和方法]BBB体外模型选择大鼠大脑微血管内皮细胞系RBE4与星型胶质瘤细胞C6共培养建立,BCB体外模型选择大鼠脉络丛上皮细胞系Z310建立,铅暴露剂量为10 μmol/L.采用葡聚糖通过性实验评价屏障结构的完整性,Western blot和免疫荧光等方法检测紧密连接蛋白occludin和ZO-1的表达水平变化；,以Western blot检测Src、Erk、GRP78、connexin-43、基质金属蛋白酶-2,9(MMP-2,9)等分子的磷酸化水平或表达改变,同时采用siRNA技术、或使用信号通路磷酸化抑制剂、基质金属蛋白酶抑制剂等,观察上述分子在铅暴露所致紧密连接蛋白表达下降中的调控作用.另外,采用64Cu示踪技术,并构建铜离子转运体1(CTR1)可诱导高表达细胞系,观察铅暴露对大脑屏障离子转运功能的影响.[结果]在屏障结构方面,铅暴露可引起BBB和BCB屏障完整性的破坏,对葡聚糖的通透性增高,伴随有紧密连接蛋白occludin和ZO-1的表达水平下降(p＜0.01).同时,铅可引起RBE4和Z310细胞Src和Erk磷酸化水平的显著增高(p＜0.01),使用相应磷酸化抑制剂分别阻断Src或Erk通路后,结果显示Src磷酸化特异性负向调控occludin蛋白水平,而Erk磷酸化则特异性负向调控ZO-1蛋白水平；在BBB模型中,铅可以通过增高内质网分子伴侣GRP78的表达水平而调控Src的磷酸化,而在BCB模型中,铅暴露并未引起GRP78表达水平的显著增高.另外,铅暴露引起C6细胞MMP-2、MMP-9表达水平及活性的增强(p＜0.01),使用MMPs抑制剂,可在一定程度上恢复BBB体外模型的完整性,表明胶质细胞源性MMPs也参与了铅破坏BBB的过程.在屏障转运功能方面,铅可以通过上调CTR1的表达水平,引起BCB对Cu2+吸收的增加,并导致细胞氧化应激水平增高(p＜0.01)；采用Tet可诱导CTR1高表达细胞进行实验,发现铅可下调细胞ATP7A的表达,从而抑制细胞内Cu2+的排出.[结论]铅暴露可通过影响Src和Erk通路的磷酸化水平,分别引起特定紧密连接蛋白水平的下降,导致大脑屏障通透性增高；而在BBB和BCB中,GRP78和MMPs对于屏障破坏所起的作用并不完全相同.同时,铅还可引起大脑屏障金属离子转运功能的异常.上述结构和功能的损伤可导致大脑屏障对于物质的过滤和转运能力受损,从而导致大脑内部微环境的紊乱.