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研究目的铅是一种广泛存在的重金属污染物,严重危害了居民的健康。尽管国家已严格控制铅的产生和使用,但是由于铅不易降解等特点,铅对居民的危害仍持续存在。研究发现生命早期铅暴露会导致神经系统损伤,且其造成的神经行为受损可从孩童出生前一直持续至成年,其毒性没有阈值,甚至在老年还可增加神经退行性疾病的风险。因此对于铅如何引起神经行为学改变的研究对于防治铅中毒至关重要,而MEF2C是在海马组织中广泛存在的转录因子,与神经系统的生长发育密切相关。本研究是基于从生命早期至成年铅暴露对SD大鼠的学习记忆损害进而探讨铅暴露后转录因子MEF2C修饰对SD大鼠突触可塑性相关蛋白表达的影响。研究方法1.建立动物染毒模型,探讨铅暴露的神经毒性。从湖南斯莱克公司购买成年期的SPF级SD大鼠（雌性体重200-250g,雄性300-350g）。室温25±1℃,空气湿度55-60%,光照时间8:00am-8:00pm,自由饮水适应性喂养一周,一周后以1:2的雄雌比合笼,第二天清晨8:00进行阴道涂片检查,以发现精子作为成功受精指标,受精后雌鼠随机分至对照组（Control,给予去离子水）、低铅组（给予500mg/L三水合醋酸铅）和高铅量组（给予2000mg/L三水合醋酸铅）,饮水铅染毒。仔鼠出生后,选择雄性仔鼠继续经母乳染毒,仔鼠断乳后,雄性仔鼠（随母鼠组别）继续分为对照组（Control,去离子水）、低铅组（LLG）和高铅组（HLG）,但饮水染毒剂量调整为低铅组（100mg/L三水合醋酸铅）、高铅组（500mg/L三水合醋酸铅）,继续饲养至成年（PND60）,进行Morris水迷宫测试后,采血取海马,进行各项相关实验。2.铅暴露对Mef2c、Arc、Syngap、Nur77的mRNA以及蛋白表达水平的影响。从动物整体水平上,采用实时荧光定量PCR、免疫印迹（Western Blot）技术,探讨铅暴露对Mef2c、Arc、Syngap、Nur77的mRNA以及蛋白表达水平的影响。3.铅暴露对MEF2C乙酰化水平及比例的影响。采用免疫沉淀和免疫印迹方法检测铅暴露大鼠脑组织中的MEF2C乙酰化水平及比例的变化。4.检测铅暴露对MEF2C与Arc启动子的结合力。染色质免疫共沉淀（Ch IP）检测MEF2C与Arc启动子的结合力。5.铅暴露对神经细胞树突棘密度等突触结构的影响。采用高尔基染色的方法检测动物神经元细胞的树突棘密度,分析树突棘的数量/密度。6.使用ICP-MS检测血液和脑中Pb含量。7.通过水迷宫行为学实验,探讨铅对神经系统的影响。研究结果1.成年期SD大鼠铅暴露模型建立成功:成年期SD大鼠铅暴露模型ICPMS元素检测结果显示:铅暴露组血铅、脑铅水平随给毒剂量呈剂量依赖性升高（P＜0.05）,与染铅剂量相符。2.铅暴露对成年期SD大鼠的基因蛋白表达量的影响:大鼠实时荧光定量PCR（q-PCR）显示,SD大鼠与对照组相比,Syngap mRNA的表达量与铅暴露剂量无关（P＞0.05）;铅暴露组Nur77、Arc的mRNA的表达量呈剂量依赖性下降,高铅组与对照组相比有统计学差异（P＜0.05）;因为实时荧光定量PCR假阳性率高,因此用RT-PCR进一步验证得:铅暴露组Arc mRNA的表达量呈剂量依赖性下降,且有统计学差异（P＜0.05）,而Nur77无统计学差异（P＞0.05）。综上所述Arc mRNA表达量与铅暴露剂量呈负相关,而Nur77mRNA表达量与铅暴露剂量可能呈负相关。Mef2c的mRNA的表达量与铅暴露剂量无关（P＞0.05）;通过免疫印迹实验分析检测MEF2C和与树突棘生长发育密切相关的ARC、SYNGAP、NUR77蛋白表达量,得出铅暴露组的ARC、SYNGAP、NUR77的蛋白表达量与对照组相比呈剂量依赖性下降,且有统计学差异（P＜0.05）。除此之外,低铅组、高铅组的MEF2C总蛋白相对表达量与对照组相比减少了23.029%（P＜0.05）和32.565%（P＜0.05）。3.铅暴露对SD大鼠MEF2C乙酰化水平的影响:通过免疫共沉淀和免疫印迹实验得出,与对照组相比,铅暴露组MEF2C乙酰化水平比例降低,各组间MEF2C乙酰化水平有统计学差异（P＜0.05）。低铅组与高铅组分别与空白组相比MEF2C乙酰化水平分别下降了30.987%（P＜0.05）和53.169%（P＜0.05）。4.铅暴露对成年期SD大鼠MEF2C与Arc基因相互作用的影响:通过染色质免疫共沉淀显示,铅暴露组的MEF2C蛋白与Arc启动子的结合力下降且有统计学差异（P＜0.05）。5.铅暴露对成年期SD大鼠树突棘密度的影响:高尔基染色结果显示,与对照组相比,铅暴露组海马组织CA1、CA3区树突棘密度呈剂量依赖性下降（P＜0.05）,但是DG区无明显差异（P＞0.05）。6.铅暴露对成年期SD大鼠行为学的影响:通过Morris水迷宫结果检测结果显示,低铅组与高铅组的逃避潜伏期时间与对照组相比延长,但高铅组才呈现明显差异（P＜0.05）;低铅组与空白组相比,逃避潜伏期时间虽然延长,但无统计学差异（P＞0.05）。研究结论铅暴露不仅可能会抑制MEF2C表达,还可能抑制MEF2C乙酰化变构修饰导致ARC表达下降;此外铅暴露还可直接在翻译水平抑制SYNGAP、NUR77的表达;最终导致成年期大鼠海马区域突触可塑性改变,进而损伤学习记忆。