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目的砷暴露可以导致神经系统的损伤。本研究的目的是观察成年小鼠慢性砷暴露以后，大脑海马的细胞增殖和神经元再生能力是否受到影响；以及停止砷暴露后，海马的细胞增殖和神经元再生能力是否恢复正常。此外，为了探索砷诱导的中枢神经系统毒性损伤机制，从核酸水平检测其是否受到损伤，提供毒理学证据。方法在对海马神经元再生的研究中，将90只小鼠随机分成3组。第1组小鼠饮用蒸馏水4个月（对照组）；第2组小鼠饮用含4.0mg/L As2O3的水4个月（染砷组）；第3组小鼠饮用含4.0mg/L As2O3的水2个月，然后改为蒸馏水，再饮用2个月（恢复组）。用电感耦合等离子体质谱法对小鼠大脑和血清中的砷含量进行检测；用HE染色观察海马组织病理学改变；用激光共聚焦显微镜鉴定海马颗粒细胞层（granule cell layer，GCL）和颗粒细胞亚层（subgranular zone, SGZ）5-溴-2’-脱氧尿嘧啶核苷（5-Bromo-2’-deoxyUridine, BrdU）阳性的细胞作为增殖的标志，BrdU+和NeuN+双标记细胞作为新生神经元的标志；用末端脱氧核苷酸转移酶dUTP缺口末端标记测定法(Terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end-labeling assay,TUNEL)检测该区细胞凋亡；用Fluoro-Jade C检测该区细胞的死亡；用Real-timePCR检测各组海马超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）1、SOD2及Wnt3基因的表达差异；用Morris水迷宫实验评价各组小鼠的空间学习记忆能力。在对脑组织损伤的研究中，32只小鼠被随机分成4组，自由饮用0，1,2和4mg/L As2O3水，观察了脑组织的病理变化，并用免疫组化的方法检测了小鼠脑8-NO2-G的表达。结果1、小鼠血清和大脑砷含量经过2个月的砷暴露，对照组小鼠血清和大脑中的砷浓度分别为28±9.4和31±5.0ng/g；染砷组小鼠血清和大脑中的砷浓度分别为42±6.2和60±8.5ng/g，染砷组小鼠大脑中的砷含量显著高于对照组(p <0.05)。再经过2个月的砷暴露，样本中的砷含量继续升高，染砷组小鼠血清和大脑中的砷浓度分别为61±3.2和74±6.3ng/g，显著高于对照组小鼠血清和大脑中的砷浓度（31±3.5和22±2.4ng/g，p <0.01)，而恢复组血清和大脑中的砷浓度分别为25±4.4和23±2.8ng/g，与染砷组相比显著降低(p<0.01)，与对照组相比无显著差异。以上结果提示，砷暴露以后，砷可以在脑中沉积，当砷从饮水中去除，沉积的砷可以排泄到体外。2、海马的组织病理学改变组织病理学观察发现，砷暴露后小鼠海马神经元出现病理损伤。对照组（2个月、4个月）均无异常病理改变。经过4个月的砷暴露，染砷组出现明显的核固缩，而恢复组海马有显著的改善。2个月染砷组海马神经元的病理损伤相对较轻。3、砷对细胞增殖的抑制及其恢复经过2个月的砷暴露，SGZ/GCL范围内，BrdU+细胞的数量是104.2±5.4个细胞/切片，比对照组(120.7±12.6个细胞/切片)降低，但无显著差异。经过4个月的砷暴露，对照组、染砷组和恢复组BrdU+细胞的数量分别为111.8±5.6、84.0±2.3和128.5±4.8个细胞/切片。与对照组相比，染砷组BrdU+细胞的数量显著降低(p<0.01)，表明砷暴露抑制了细胞的增殖。与染砷组相比，恢复组BrdU+细胞的数量显著升高(p <0.01)，恢复组与对照组无差别，提示饮水中的砷改为蒸馏水，恢复了SGZ/GCL中细胞的增殖。4、砷对神经元再生的抑制及其恢复新的成熟的海马神经元（神经元再生）表现为SGZ/GCL中细胞BrdU和NeuN双标记阳性。砷暴露2个月后，染砷组与对照组相比，BrdU+和NeuN+双标记细胞占BrdU+细胞百分比显著降低(54±2.7vs.67±2.3%, p<0.01)。4个月时，恢复组BrdU+和NeuN+双标记细胞占BrdU+细胞百分比显著高于染砷组(71±2.2vs.60±2.8%,p<0.05),并与对照组相比没有差别(71±2.2vs.73±1.7%, p>0.05)。5、各组间凋亡及死亡无显著差别每只小鼠SGZ/GCL中计数至少1000个Hoechst染色阳性细胞。经过2个月的砷暴露，TUNEL阳性细胞百分比：对照组为0.58±0.075%，染砷组为0.65±0.077%，组间没有显著差别（p>0.05）。将砷改成蒸馏水2个月后，TUNEL阳性细胞百分比：对照组为0.67±0.065%，染砷组为0.77±0.063%，恢复组为0.75±0.087%，各组间没有显著差别（p>0.05）。每只小鼠SGZ/GCL中计数至少1000个细胞，未见Fluoro-Jade C阳性细胞。6、海马SOD1、SOD2及Wnt3的mRNA表达经过2个月的砷暴露，染砷组SOD1/β-actin mRNA比值是0.42±0.0058，较对照组（0.65±0.013）显著降低(p<0.01)。经过4个月的砷暴露，对照组、染砷组和恢复组SOD1/β-actin mRNA比值分别为0.61±0.017,0.40±0.0088和0.56±0.0088。与对照组相比，染砷组SOD1表达显著降低(p<0.01)，在恢复组中，SOD1的水平与染砷组相比显著提高(p<0.01)，但并没有恢复至对照组水平(p<0.05)。经过2个月的砷暴露，染砷组SOD2/β-actin mRNA比值是0.29±0.015×10-1，较对照组0.45±0.0033×10-1显著降低(p<0.01)。经过4个月的砷暴露，对照组、染砷组和恢复组SOD2/β-actin mRNA比值分别为0.60±0.012×10-1,0.42±0.012×10-1和0.54±0.0088×10-1。与对照组相比，染砷组SOD2表达显著降低(p<0.01)，在恢复组中，SOD2的水平与染砷组相比显著提高(p<0.01)，但并没有恢复至对照组水平(p<0.01)。经过4个月的砷暴露，染砷组Wnt3/β-actin mRNA比值较对照组降低(p<0.01)，但在恢复组中，Wnt3的水平并没有恢复。7、Morris水迷宫实验在隐藏平台获得实验及空间搜索实验中，经过2个月的砷暴露，各组间无显著差异。经过4个月的砷暴露，各组间依然无显著差异。8、8-硝基鸟嘌呤的检测经过2个月的砷暴露，用免疫组化的方法，检测出小鼠脑组织中8-硝基鸟嘌呤的高表达，同时伴有组织病理学的改变，提示细胞中核酸的氧化及硝化损伤。结论1、慢性砷暴露可以抑制小鼠大脑海马细胞的增殖和神经元再生。2、该抑制在停止砷暴露后可以恢复。3、亚慢性砷暴露小鼠脑组织中有8-硝基鸟嘌呤的高表达。