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背景:铅是广泛存在的环境污染物,进入人体后会对各组织器官造成损伤,其中神经系统对铅尤为敏感。婴幼儿和儿童的中枢神经系统处于发育期,受到低浓度铅暴露就会表现出学习记忆的损伤。前期本课题组就铅神经毒性机制进行了大量研究,证实铅可通过诱导核不均一核糖核蛋白U（Heterogeneous nuclear ribonucleoprotein U,hn RNP U）进核,进而增加神经元限制性沉默因子（Neuron-restrictive silencer factor,NRSF）表达。那么,铅如何诱导hn RNP U进核的呢?信号转导和转录激活因子-3（Signal transducer and activator of transcription-3,STAT3）是与神经发育相关的转录因子,其磷酸化后形成二聚体转入细胞核发挥转录调节作用。研究表明STAT3能与其他蛋白形成核易位复合体,从而影响相关蛋白的跨核膜转运。此外,研究发现STAT3与hn RNP U发生特异性结合,并且铅能够上调STAT3的表达。铅可否通过STAT3增加hn RNP U进核?水飞蓟宾能与STAT3的SH2结构域直接结合从而抑制其磷酸化和核转位。大量研究指出水飞蓟宾具有较强的神经保护作用。本实验建立动物和细胞模型,研究铅暴露对STAT3、hn RNP U的影响及具体机制,探究水飞蓟宾是否能改善铅暴露诱导的学习记忆损伤及是否通过抑制STAT3和hn RNP U进核发挥神经保护作用,为铅中毒治疗提供理论依据。方法:1、铅暴露对STAT3的影响:建立铅暴露大鼠模型,分为3组:空白对照组（CON）,低浓度铅暴露组（LLG）,高浓度铅暴露组（HLG）。建立铅暴露PC12细胞模型,分为3组:空白对照组（0μM Pb组）,低浓度铅暴露组（10μM Pb组）,高浓度铅暴露组（100μM Pb组）。应用电感耦合等离子体发射光谱技术（Inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry,ICP-AES）检测大鼠全血和海马组织中铅含量;采用实时荧光定量PCR（Real-time quantitative PCR,q PCR）检测大鼠海马组织和PC12细胞中STAT3 m RNA水平;应用蛋白免疫印迹（Western blotting,WB）测定大鼠海马组织和PC12细胞STAT3总蛋白、核蛋白、浆蛋白和p-STAT3蛋白含量;免疫荧光技术检测大鼠海马组织和PC12细胞中STAT3免疫反应性;蛋白质免疫共沉淀技术测定PC12细胞中STAT3与hn RNP U的相互作用。2、铅暴露模型中抑制STAT3进核对hn RNP U的影响:PC12细胞分为3个组:空白对照组（CON）,铅暴露组（Pb组）,铅暴露STAT3抑制剂组（Pb+Stattic组）。采用q PCR检测PC12细胞中hn RNP U、STAT3 m RNA水平,WB测定PC12细胞中hn RNP U、STAT3总蛋白、核蛋白和浆蛋白含量,免疫荧光技术检测PC12细胞中hn RNP U、STAT3免疫反应性。3、水飞蓟宾对学习记忆能力及STAT3、hn RNP U的影响:建立水飞蓟宾治疗模型,大鼠随机分为3个组:空白对照组（CON）,铅暴露组（Pb组）,铅暴露水飞蓟宾治疗组（Pb+SLB组）。建立水飞蓟宾治疗细胞模型,PC12细胞分为3个组,空白对照组（CON）,铅暴露组（Pb组）,铅暴露水飞蓟宾治疗组（Pb+SLB组）。应用水迷宫实验测定大鼠的空间学习记忆能力;采用q PCR检测大鼠海马组织和PC12细胞中hn RNP U、STAT3 m RNA水平;WB测定大鼠海马组织和PC12细胞中hn RNP U、STAT3总蛋白、核蛋白和浆蛋白含量;免疫荧光技术检测大鼠海马组织和PC12细胞中hn RNP U、STAT3免疫反应性。结果:1、铅暴露对STAT3的影响:铅暴露组大鼠全血和海马组织中的铅含量相对对照组明显增加;q PCR结果显示铅暴露组大鼠海马组织和PC12细胞中STAT3m RNA水平相对对照组明显增加;WB结果显示铅暴露组大鼠海马组织和PC12细胞STAT3总蛋白、核蛋白和p-STAT3蛋白含量相对对照组显著增加;从免疫荧光技术结果观察到铅暴露组大鼠海马组织和铅暴露组PC12细胞中细胞核内的STAT3免疫荧光阳性反应明显增强;蛋白质免疫共沉淀结果显示铅暴露PC12细胞中STAT3与hn RNP U相互作用。2、铅暴露模型中抑制STAT3进核对hn RNP U的影响:q PCR结果显示抑制STAT3进核后hn RNP U、STAT3 m RNA水平无明显变化;WB结果显示相对Pb组,Pb+Stattic组中hn RNP U、STAT3核蛋白明显减少但其二者总蛋白无明显变化;免疫荧光技术结果中观察到相对Pb组,Pb+Stattic组中hn RNP U、STAT3在细胞核内的免疫荧光阳性反应显著减弱。3、水飞蓟宾对学习记忆能力及STAT3、hn RNP U的影响:水迷宫实验结果表明Pb+SLB组大鼠的空间学习记忆能力相对Pb组有所提高;q PCR检测出水飞蓟宾治疗组大鼠海马组织和PC12细胞中hn RNP U、STAT3 m RNA水平相对铅暴露组有所降低;WB水飞蓟宾治疗组大鼠海马组织和PC12细胞中hn RNP U、STAT3核蛋白水平相对铅暴露组有所降低;免疫荧光技术结果观察到水飞蓟宾治疗组大鼠海马组织和PC12细胞中hn RNP U、STAT3细胞核内的免疫荧光阳性反应相对铅暴露组有所减弱。结论:铅暴露通过促进STAT3进核增加hn RNP U的核转位损害学习记忆。水飞蓟宾通过抑制STAT3和hn RNP U进核改善铅暴露导致的学习记忆损伤。这为探讨铅神经毒性的机制以及水飞蓟宾治疗铅中毒的机制提供了理论依据和新思路。