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【目的】构建亚慢性饮用水砷暴露小鼠模型,通过行为学试验判断砷暴露致小鼠焦虑情况,再从组织病理学、焦虑相关神经递质受体表达方面探讨砷暴露致焦虑样行为学改变的的机制,并利用RNA-seq技术从转录组学层面分析砷暴露影响小鼠神经行为学改变的分子调控机制,从而为今后砷暴露引起的焦虑障碍的诊治和预防提供更准确的理论支持。【方法】C57BL/6小鼠随机分为四组,每组12只,分别是对照组（Ctrl组,饮用去离子水）、低剂量组（L组,饮含0.15 mg/L As2O3的去离子水）、中剂量组（M组,饮含1.5 mg/L As2O3的去离子水）和高剂量组（H组,饮含15 mg/L As2O3的去离子水）暴露12周。采用旷场试验、黑白箱试验和高架O迷宫试验判断砷暴露致小鼠焦虑样行为情况;采用HE染色、尼氏染色观察脑组织显微结构改变,利用透射电镜观察皮质超微结构变化;通过q RT-PCR和Western blot检测皮质组织中GABA受体、Glu受体、5-HT受体及DA受体基因和蛋白表达情况。利用转录组测序技术筛选高砷暴露组与对照组的差异表达基因,并对差异表达基因进行GO富集分析和KEGG通路富集分析,探讨可能与小鼠神经行为学改变有关的生物学过程及调控通路。【结果】1.砷暴露引起海马和皮质组织病理学变化。HE染色结果发现,随着砷暴露剂量的增加,海马CA1区、CA3区和齿状回区细胞数目减少,排列散乱,形态不规则程度增加。不同浓度砷处理组小鼠大脑皮质区细胞数量减少,排列不整齐,细胞皱缩,结构模糊不清。尼氏染色结果发现,各砷暴露组中,海马CA1区、CA3区、齿状回区和皮质区细胞排列无序,形态不规则,尼氏体颜色变浅,数量减少。存活神经元数量统计结果显示,M组和H组海马CA1区、CA3区和皮质区神经元数量显著减少,齿状回区存活神经元的数量随着砷浓度的增加而减少,但无统计学意义。超微结构显示,随着砷暴露剂量的增加,核膜逐渐凹陷,内质网、高尔基体肿胀增加,排列混乱;线粒体嵴紊乱,断裂甚至消失;突触前膜囊泡数量减少,突触间隙变窄、模糊不清,突触后膜致密斑密度增厚;各剂量砷暴露组神经纤维髓鞘都呈现不同程度的变性、层面分离形成裂隙。2.敞箱试验中,H组小鼠在中心区域运动距离和停留时间均显著减少（P＜0.05,P＜0.01）,粪便数显著增加（P＜0.05）。黑白箱试验中,各剂量砷暴露组小鼠在白箱停留时间明显减少（P＜0.01）,H组小鼠进入白箱的次数显著减少（P＜0.05）,M组和H组小鼠在白箱的运动距离也明显减少（P＜0.05）。高架O迷宫试验中,H组小鼠在开放臂停留时间显著减少（P＜0.01）。敞箱试验、黑白箱和高架O迷宫试验表明砷暴露会引起小鼠产生焦虑样行为表现。3.砷暴露会引起小鼠大脑皮质GABA生物合成、转运有关的蛋白GDA65及其受体GABBR2基因和蛋白表达的下降（P＜0.01,P＜0.001）;Glu受体NR1、NR2A和NR2B m RNA表达的下降（P＜0.05,P＜0.01）;DA受体DRD1和DRD2 m RNA表达减少（P＜0.05,P＜0.001）;5-HT受体HTR1A基因和蛋白表达下降（P＜0.05,P＜0.01,P＜0.001）。4.Ctrl组和H组小鼠皮质转录组测程序分析表明,筛选出181个差异表达基因（Differentially expressed genes,DEGs）,其中上调基因53个,下调基因128个。GO富集分析共获得217条显著富集的GO Term,主要的生物学过程涉及行为、多细胞生物过程的调节、学习记忆、认知、化学反应、调节神经系统发育、突触信号、对轴突损伤的反应、对药物反应等。KEGG富集结果表明,有128个DEGs被富集到38个通路,主要涉及胆碱能突触、多巴胺突触、神经营养因子信号通路、GABA能突触等;对GAD65、FOS和CHAT等基因进行q RT-PCR,其m RNA表达水平与RNA-seq结果一致,表明此次测序真实可靠,具有研究意义。【结论】1.饮用水亚慢性砷暴露会引起小鼠产生焦虑样行为学改变。2.砷暴露引起小鼠脑组织神经元数量减少,神经元线粒体、内质网等细胞器及突触、髓鞘等超微结构改变,这可能是小鼠神经行为学改变的组织病理学基础。3.砷暴露小鼠焦虑样行为可能与砷影响大脑皮质GABA受体、Glu受体、DA受体及5-HT受体表达相关。4.砷暴露致小鼠焦虑样行为机制涉及行为、学习记忆、认知、化学反应、突触信号、对轴突损伤的反应、对药物反应等生物学过程;与胆碱能突触通路、多巴胺突触通路、神经营养因子信号通路、GABA能突触通路有关。