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目的:近年来,随着稀土元素（Rare earth elements,REEs）在生产及生活中的广泛应用,越来越多的REEs随食物链进入人体,由于REEs具有蓄积性与不可代谢性等特性,其对人类机体的影响作用及机制已经成为亟待解决的公共卫生学问题。现有研究证实REEs会对儿童智力造成损害,同时会对动物的神经行为产生负面影响。镧（Lanthanum,La）作为轻稀土元素,在自然界中广泛存在,由于其独特的理化性质,常常被作为研究REEs神经毒性方面的代表物质。本研究从整体动物实验方面,通过神经行为学、分子生物学、病理学、免疫组织化学、组织荧光染色等多种实验技术手段,从Tiam1、p250GAP调控的Rac1-PAK信号通路导致海马神经元树突棘形态数量变化的角度探讨LaCl3暴露对子代大鼠学习记忆能力的影响作用,为进一步阐明La损害学习记忆的作用机理,深入研究La乃至REEs神经毒作用机制提供新的理论参考和实验室资料。研究方法:由中国医科大学实验动物中心提供的研究用Wistar大鼠32只,体重范围为230±20 g,雌雄比例为1:1。实验动物室温度保持为1723℃,相应湿度保持在4555%之间,动物饲料采购自沈阳市茂华生物科技有限公司。在实验动物室适应性饲养一周后使其适应环境,然后按照随机原则将雌鼠分为对照组和低、中和高剂量染LaCl3染毒组。按照雌雄大鼠1:1合笼进行交配,次日清晨观察大鼠,若发现阴栓或阴道分泌物镜检有精子者则可判定雌鼠受孕,记录当天为妊娠第0天。将怀孕的雌鼠分被单独饲养,对照组雌鼠饮用蒸馏水,低、中、高剂量染La组分别饮用含0.125%、0.25%、0.5%LaC l3的蒸馏水溶液,至哺乳期结束后停止染毒,由此建立动物模型,然后进行各项指标测定。采取Morris水迷宫实验测定子代大鼠的空间学习记忆能力;Glogi-Gox法染色观察子代大鼠脑中海马树突棘数量及形态变化;real-time PCR法、Western blot、免疫荧光及免疫组化法分别测定子代大鼠海马脑区中CaMKⅡ、miRN A132、p250GAP、Tiam1、Pard-3、Rac1、PAK、Cortactin、Arp2/3相关基因及蛋白的表达情况。结果:1.LaCl3对子代大鼠学习记忆能力的影响。Morris水迷宫定位航行实验中,随染镧剂量升高,子代大鼠寻找到水下平台的逃避潜伏期逐渐增加。空间探索实验中,与对照组相比,LaCl3染毒组子代大鼠穿越目标象限水下平台次数有较为明显的下降,部分高剂量组子代大鼠表现为很少甚至不进入目标象限。2.LaC l3对子代大鼠海马神经元树突棘影响。与对照组比较,随染镧剂量增加,海马神经元树突棘密度显著减少,且呈现一定的剂量-效应关系。其中,mushroom与stubby型树突棘显著减少,而thin与filopodium型无明显变化。3.LaC l3对Tiam1、p250GAP调控的Rac1-PAK信号通路的影响。随染镧剂量增加,miRNA132表达降低,p250GAP与其靶基因表达水平逐渐增加。CaMKⅡ、Tiam1、Pard-3、Rac1、PAK、Cortactin、Arp2/3等蛋白及mRNA表达水平均呈降低趋势。结论:1.镧暴露可导致子代大鼠学习记忆能力呈现下降趋势。2.镧可导致子代大鼠神经树突棘密度发生变化,随染毒剂量增加,海马神经元树突棘总密度显著降低,且与记忆相关的mushroom、stubby型树突棘减少明显。3.镧可通过改变CaMKⅡ、Pard-3、miRNA132表达水平影响Tiam1和p250GAP的表达,进而导致Rac1-PAK及其下游调节蛋白Cortactin、Arp2/3表达水平下降,导致海马神经元树突棘形态结构发生变化,进而影响神经元树突棘可塑性,导致子代大鼠的学习记忆水平下降。