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目的:氟是一种原生质毒,通过血脑屏障后进入脑组织,流行病学调查表明,饮水型氟中毒可导致儿童智力下降。海马主要负责学习记忆,而学习记忆主要由突触可塑性表现的。在LTP的诱导和学习记忆中,谷氨酸受体GluR2以及NMDAR2β受体发挥着重要功能。突触后致密蛋白及突触囊泡素是和突触可塑性相关的重要蛋白,与一些退行性疾病密切相关。我们先前的研究表明,氟能激活小胶质细胞,释放炎性因子。在MG中,TREM2/DAP12是特异表达,能加快炎症发生,而MAPK信号通路对MG介导的炎性因子分泌的调节起着举足轻重的作用,小胶质细胞活化后,MAPK发生级联反应,但是激活的小胶质细胞是如何影响突触可塑性的呢?那么氟是如何通过激活小胶质细胞释放炎性因子,致使神经细胞损伤,影响突触后致密蛋白及突触囊泡素的表达,改变突触可塑性呢?因此,本课题拟观察亚慢性氟暴露大鼠神经行为的改变和大鼠脑海马小胶质细胞活化情况,检测小胶质细胞中TREM2/DAP12蛋白和MAPK的活化,炎性因子的分泌及离子型谷氨酸GluR2和NMDAR2β受体和突触蛋白PSD-95和SYP表达情况,探讨氟暴露对大鼠学习记忆能力改变的机制。实验方法:1、行为学检测:水迷宫实验。2、LTP测定:大鼠活体电生理实验。3、血氟尿氟测定:氟离子电极法。4、病理形态学观察:HE染色。5、凋亡的检测方法:TUNEL法。6、突触相关蛋白含量的测定:(1)蛋白免疫印迹法既WB法(2)IHC法。7、小胶质细胞的测定:免疫荧光法。8、DAP12/TREM2及MAPK信号通路检测:双标免疫荧光法。结果:1、亚慢性氟暴露后各组大鼠一般情况:跟着染氟时间的增加,氟斑牙越来越明显,出现黄白相间的条纹状。12w 120ppm的大鼠体重从第9w开始显著降低(P<0.05)。在氟暴露4w时,各组大鼠脑体比无变化,而在氟暴露12w时,120ppm组大鼠由于体重降低使其脑体比显著升高(P<0.05)。2、大鼠血清和尿中的氟离子含量:在饮水氟暴露4w和12w时,和对照组相比,大鼠血氟和尿氟水平随氟浓度增加而明显增高(P<0.05)。3、亚慢性氟暴露对大鼠脑组织病理学变化:随着染氟浓度的增加及染氟时间延长,染毒组DG区脑细胞空泡变性增多并伴有不规则排列。4、亚慢性氟暴露对大鼠脑海马细胞凋亡的影响:TUNEL结果显示,4w和12w氟暴露组大鼠海马TUNEL阳性荧光强度随氟暴露浓度的增加而增强,差异有显著改变(P<0.05)。5、亚慢性氟暴露对大鼠学习记忆的影响:大鼠定位航行实验中,与对照组大鼠相比,实验组前2天的逃避潜伏期随着氟暴露浓度的增高而升高,而且和对照组相比第1天120ppm氟暴露组明显升高(P<0.05),第2天60和120ppm组均显著高于对照组(P<0.05),而后3天对照组与实验组无明显差异。6、亚慢性氟暴露大鼠脑海马区电生理变化:受高频刺激后,4w和12w大鼠120ppm组PS波与对照组相比明显下降(P<0.05),60ppm组与对照组比较,PS波差异不明显(P>0.05)。与对照组相比,4w和12w大鼠60ppm组和120ppm组fEPSP明显降低,差异具有统计学意义(P<0.05);60ppm组与120ppm组比较,fEPSP差异不明显(P>0.05)。7、亚慢性氟暴露大鼠脑海马区突触蛋白PSD-95及SYP的表达:与对照组相比,在4w和12w时,60和120ppm氟暴露组PSD-95在海马区成显著下降趋势(P<0.05),免疫组化和WB结果一致。而SYP在海马区的免疫组织化学及western中显示变化不明显。8、亚慢性氟暴露大鼠脑海马区谷氨酸受体GluR2及NMDAR2β的表达:4w和12w大鼠海马区GluR2和NMDAR2β蛋白质含量随染毒剂量逐渐降低。在12w时,与对照组相比120ppm氟暴露组GluR2和NMDAR2β蛋白质显著降低(P<0.05)。9、亚慢性氟暴露大鼠对脑海马区小胶质细胞活化及DAP12/TREM2的影响:4w和12w 60ppm和120ppm氟暴露组大鼠海马OX-42表达水平和对照组相比,表达明显增加(P<0.05)。免疫荧光双标记的DAP12与OX-42或TREM2和OX-42证实在120ppm氟暴露大鼠海马活化的小胶质细胞中DAP12和TREM2蛋白分泌显著增多(P<0.05)。10、亚慢性氟暴露大鼠对脑海马区小胶质细胞炎性因子分泌:ELISA结果显示,染毒12w,120ppm组大鼠海马组织IL-1β含量升高,与对照组相比差异显著(P<0.05)。120ppm氟暴露组大鼠在染毒4w和12w时海马组织TNF-ɑ含量均升高,与对照组比较差异显著(P<0.05)。由OX-42和IL-1β的双标免疫荧光显示,染毒4w和12w时,60ppm和120ppm氟暴露组大鼠小胶质细胞IL-1β表达水平显著高于对照组,差异显著(P<0.05)。由OX-42和TNF-ɑ的双标免疫荧光显示,染毒4w时,60ppm和120ppm氟暴露组大鼠小胶质细胞TNF-ɑ表达水平高于对照组,且差异显著(P<0.05)。染毒12w时,和对照组相比,120ppm氟暴露组大鼠海马小胶质细胞TNF-ɑ表达水平显著增加(P<0.05)。11、亚慢性氟暴露大鼠对脑海马区小胶质细胞MAPK信号通路的影响:染毒4w和12w时,和对照组比较,120ppm组p-ERK蛋白含量显著升高(P<0.05)。染毒4w的120ppm氟暴露组和对照组比较,大鼠小胶质细胞p-P38表达水平升高显著(P<0.05);和对照组比较,12w时60ppm和120ppm氟暴露组大鼠海马小胶质细胞p-P38表达水平均升高明显(P<0.05)。和对照组相比,氟暴露组大鼠小胶质细胞p-JNK表达水平无明显变化(P>0.05)。结论:1亚慢性氟暴露4w和12w时,60ppm和120ppm大鼠学习和记忆的获取能力降低,大鼠的空间学习记忆能力受到损害。2亚慢性氟暴露4w和12w时,60ppm和120ppm大鼠海马突触蛋白PSD-95,谷氨酸受体GluR2和NMDAR2β蛋白表达水平降低,LTP受到抑制。3亚慢性氟暴露4w和12w时,染毒组大鼠海马小胶质细胞活化,促炎因子TNF-ɑ和IL-1β的表达增加,可能与氟诱导的TREM2/DAP12蛋白表达增加和P38,ERK信号通路活化有关。