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铅是一种具有很强神经毒性的重金属，可损害神经系统多种功能，出现神经样症状、周围神经病及智力减退等，严重者可出现中毒性脑病甚至是死亡。儿童铅中毒的最普遍表现是智力损伤，表现为学习记忆能力下降。关于铅引起智力损伤的研究很多，但其机制尚未阐明。
星形胶质细胞(Astrocytes，AS)为中枢神经系统中数目最多的一类细胞。电子显微镜观察发现，AS突起紧密包绕突触前膜、后膜，共同构成突触的三联体结构。最新研究结果显示，AS膜上也存在着谷氨酸(Glutamate, Glu)受体，其能与突触前膜释放的谷氨酸结合，导致AS内钙离子浓度升高，产生一系列生化反应，促进胶质细胞分泌一系列胶质源性神经递质(Gliotransmitters)，这些递质作用于突触前后膜上相应的受体，调节突触可塑性。
本实验以铅对神经元-胶质细胞网络的影响为研究主线，以原代培养的AS和神经元为研究对象，通过在神经元培养体系中加入AS条件培养液（Astrocytesconditioned medium，ACM），探讨星形胶质细胞中的铅对突触形成的作用，为确立AS中的铅对突触可塑性的影响及揭示铅引起智力损伤的机制提供实验参考数据。
方法：
1、细胞的分离、培养、纯化与鉴定
取出生1-3天的Wistar大鼠的仔鼠，消毒、断头取脑，胰酶消化分离细胞，接种培养，分别用胶质纤维酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein，GFAP）和神经元特异性烯醇化酶(neuron-specific enolase，NSE)免疫荧光染色鉴定AS和神经元的纯度。
2、染毒及分组
以醋酸铅为受试物。AS共分4组，培养液中含铅浓度分别为0、12.5、25和50μmol/L，培养72h后进行检测。
以醋酸铅为受试物。AS共分3组，培养液中含铅浓度分别为0、25和50μmol/L，培养72 h后，收集ACM。
神经元分组:将原代纯培养的神经元分4组，即纯培养组及0、25和50μmol/L铅处理ACM组。
3、检测指标与方法
(1) GFAP免疫荧光染色鉴定AS
(2)倒置相差显微镜下观察AS的细胞形态
(3)荧光双波长分光光度法测定细胞内钙离子浓度
(4)激光共聚焦显微镜法实时监测AS内钙离子荧光强度的变化
(5)高效液相色谱法测定AS孵育液中谷氨酸、D-丝氨酸、甘氨酸、γ-氨基丁酸及牛磺酸含量。
(6) NSE免疫荧光染色鉴定神经元
(7)突触素免疫荧光染色量化突触形成数量
4、统计分析
实验数据采用SPSS13.0进行统计分析。多组间比较采用单因素方差分析(ANOVA)，组间两两比较采用LSD。以P＜0.05作为差异有统计学意义的判定标准。
结果：
1、GFAP免疫荧光鉴定AS
GFAP免疫荧光染色阳性细胞的胞浆呈绿色，DAPI染核呈蓝色，经计数AS纯度大于95％，可以进行下一步试验研究。
2、铅暴露后AS形态观察
12.5、25和50μmol/L铅暴露组的细胞形态与对照组相比未见明显改变。
3、不同剂量铅暴露对AS内钙离子浓度的影响
在0～50μmol/L铅暴露浓度范围内，AS内[Ca2+]i随染铅浓度的增加呈现先升高而后下降的变化。除12.5μmol/L铅暴露组外，25μmol/L和50μmol/L铅暴露组与对照组比较，均显著升高，但50μmol/L铅暴露组与25μmol/L铅暴露组比较显著下降。
在0～50μmol/L铅暴露浓度范围内，铅暴露组与对照组比较，经Glu诱导AS内Ca2+信号均显著升高。
4、不同剂量的铅暴露对胶质细胞源性递质的影响
采用100μmol/LGlu，诱导10 min作为诱导条件。结果显示，铅暴露对Glu诱导的AS分泌谷氨酸、D-丝氨酸、甘氨酸、γ-氨基丁酸和牛磺酸均有促进作用。50μmol/L铅暴露组的GABA含量与25μmol/L铅暴露组相比较显著下降。
5、ACM对神经元突触形成的影响。
通过对突触素的免疫荧光染色观察，0、25μmol/L铅处理ACM培养的神经元所形成的突触明显高于纯培养组，50μmol/L铅暴露组与25μmol/L铅暴露组相比较，形成的突触数显著减少。说明低浓度铅暴露刺激AS分泌胶质源性神经递质，促进突触形成。但高浓度的铅暴露后，则失去对突触形成的促进作用。
结论：
1、在0～50μmol/L铅浓度范围内，铅暴露对AS内[Ca2+]i的影响呈现先升高而后下降的变化。
2、在0～50μmol/L铅浓度范围内，铅暴露促进经Glu诱导的AS内Ca2+信号的产生。
3、在0～50μmol/L铅浓度范围内，铅暴露对Glu诱导的AS分泌胶质细胞源性递质具有促进作用。其中谷氨酸、甘氨酸、牛磺酸与染毒剂量正相关，而D-丝氨酸、γ-氨基丁酸呈现先升高后降低的变化。
4、在0～50μmol/L铅浓度范围内，低浓度铅暴露可刺激突触形成增多，但高浓度铅暴露则失去对突触形成的促进作用。