多溴联苯醚(PBDEs)是一种广泛添加于各种生活必须品中的溴代阻燃剂。它的大量使用已造成全球性的环境污染。PBDEs有209种同源物,其中主要的商用五溴和八溴联苯醚已因其严重毒性而被欧盟和美国禁用,但是十溴联苯醚(PBDE209)作为最主要的商用溴系阻燃剂,仍然在大量的使用。已有报道PBDEs能够损伤动物多种器官的功能,尤其是能够损伤中枢神经系统的功能。海马是学习和记忆功能的重要部位,损伤海马的功能,可能是PBDEs损伤中枢神经系统的一条重要途径。本文采用行为和电生理手段,应用morris水迷宫、在位场电位记录和单细胞膜片钳的方法,对PBDE209的神经毒性及其机理进行了研究。1.PBDE209对空间学习和记忆能力的影响。学习和记忆是神经系统重要的功能。研究学习记忆功能的机制可采用多种方法,Morris水迷宫是最常用的方法之一,主要应用于啮齿类动物空间学习记忆功能的研究和评估。本研究应用Morris水迷宫对PBDE209染毒的C57BL/6J小鼠的学习和记忆功能进行了测试,结果发现PBDE209在定位航行实验中明显延长了实验动物寻找到隐藏平台所用的总路程和总时间,以及在空间探索实验中明显改变了实验动物在目标象限的游泳路程和时间占总路程和时间的比率。这证实PBDE209既可以影响小鼠定位航行中的学习过程,也能影响小鼠空间搜索中的回忆过程和搜寻策略,表明PBDE209和PBDEs能够损伤神经系统的空间学习记忆功能。2.PBDE209对大鼠海马DG区突触可塑性的影响。海马神经元活动依赖的突触可塑性被认为是学习和记忆功能的细胞和分子基础。我们应用在位电生理技术研究了PBDE209对大鼠海马DG区神经元突触可塑性的影响,并进一步探讨了不同发育期的PBDE209暴露对成年大鼠海马DG区突触可塑性影响的差异。结果表明,PBDE209暴露不仅损伤了EPSP和PS的基础突触传递,也损伤了突触后电位和群峰电位的双脉冲反应和长时程增强。并且在不同发育期其对突触可塑性的损害不同,其中哺乳期是大鼠对PBDE209最敏感的时期。我们发现早期对母体暴露PBDE209,其子代海马神经元的突触可塑性的损伤不明显,但是在终身暴露的大鼠上,这种损伤比单纯的早期母体暴露或单纯的断奶后灌胃暴露PBDE209的损伤都大,因此,早期的母体暴露对这种损伤的累积效应起了重要的作用。3.PBDE209对培养大鼠海马神经元电压门控钠通道的影响。电压门控钠通道对于神经元动作电位的发放和传导具有重要的意义,钠通道功能特性的变化对于中枢神经系统神经元的功能活动有重要的影响。我们在阻断电压门控型钾通道和钙通道的条件下,在培养的大鼠海马神经元上记录了TTX敏感的电压门控钠通道电流,并研究了PBDE209对钠通道电流以及其动力学特性的作用。结果表明,PBDE209抑制了钠电流的幅度,其最低效应浓度为0.1μM,这种抑制效应具有浓度依赖性并且是不可逆的。PBDE209能使钠通道的激活和失活曲线向超极化方向移动,延长了激活和快速失活的时间,减缓了钠通道复活的时间,减少了钠通道激活的组分。这说明PBDE209可能通过影响钠通道的动力学特性从而损伤中枢神经系统功能。我们进一步施加抗氧化剂,抗坏血酸和维生素E,证实了PBDE209可能通过过氧化途径损伤了钠通道。