丙烯酰胺(Acrylamide, AA)是一种常见的工业原料。2002年首次报道在油炸烧烤的淀粉类食品中检出丙烯酰胺,且含量超过饮水中允许限量的500倍以上。近年来,丙烯酰胺可能的健康风险和生物学毒性效应受到广泛关注。以往研究已经显示丙烯酰胺具有神经毒性和遗传毒性效应,但其长期暴露对动物神经系统的影响及其机制尚未系统阐明。本论文运用秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)作为毒理学模式生物,从整体动物运动行为层次、神经元水平和相关基因蛋白水平阐述丙烯酰胺的神经毒性效应及其潜在作用机理,为揭示丙烯酰胺的神经毒性提供了新证据。在检测LC50的基础上,使用低剂量丙烯酰胺(3、30、300 mg/L)暴露于同步化生长的L3时期野生型(N2)秀丽线虫48 h,测定线虫生长发育、生殖、胚胎孵化等指标变化。通过WormLab软件记录分析丙烯酰胺暴露后线虫的基本运动行为、爬行运动特征和化学趋向性学习行为能力变化,表征其神经毒性。运用转基因线虫株,通过荧光定量方法在体内检测暴露后运动调节相关的多巴胺神经元形态变化,并分析神经退变相关的α-突触核蛋白及相关基因表达的变化。主要结果如下：1.丙烯酰胺对线虫具有明显的致死效应,24、48、72 h暴露的半致死剂量(LCso)分别为2296.8、897.8、243.1 mg/L。3 mg/L以上的丙烯酰胺48 h暴露能明显抑制线虫的生长,使得其体长和体宽明显缩短。3 mg/L的丙烯酰胺暴露还导致线虫怀卵数明显较少,影响动物的生殖能力。胚胎期丙烯酰胺暴露能明显抑制其孵化,导致部分胚胎发育迟缓、死胚或裂解,表现其发育毒性。2.丙烯酰胺暴露导致线虫自主运动能力显著下降,包括头部摆动、身体弯曲和咽泵运动频率的减弱。30 mg/L丙烯酰胺暴露后线虫化学性趋向性指数较对照组动物显著升高,显示动物的学习能力明显下降；菌落接触率明显降低,反映动物捕食能力减弱,主动探索运动频率减少。与对照组比较分析动物爬行行为,结果显示丙烯酰胺暴露导致线虫爬行距离缩短、爬行速度峰值减小、身体弯曲角度峰值变小,反映动物爬行能力减弱和平衡障碍等特征性的行为缺陷。3.在转基因动物上通过荧光检测分析,结果显示丙烯酰胺暴露对线虫神经系统的突触囊泡蛋白的表达无明显影响。但250 mg/L或更高浓度丙烯酰胺暴露能导致Pdat-1表达下降,多巴胺能神经元形态出现胞体萎缩和树突缺失等退变性特征。进一步研究发现丙烯酰胺暴露导致unc-54基因表达上调,α-突触核蛋白聚集。以上结果表明：1.丙烯酰胺慢性暴露明显影响秀丽线虫生长发育,并导致生殖能力降低,表明丙烯酰胺具有较为广泛的健康危害和风险。2.丙烯酰胺慢性暴露导致线虫自主运动能力减弱；使得捕食能力和化学趋向性学习能力均下降。丙烯酰胺暴露降低动物的爬行速度,弯曲角度变小并钝化,反映其身体平衡能力减弱。综合表明丙烯酰胺暴露能诱发动物出现运动失调、行动迟缓和平衡障碍等类帕金森病(PD)行为学特征。3.神经元和蛋白水平检测结果表明丙烯酰胺暴露能导致多巴胺神经元进行性退变,并促使a-突触核蛋白聚集进而引发神经运动调节系统功能障碍,最终导致动物整体水平的行为缺陷。丙烯酰胺诱发的运动行为障碍与多巴胺能神经毒性作用密切相关。本文在秀丽线虫上系统研究了丙烯酰胺的神经毒性,发现丙烯酰胺慢性暴露能导致动物多方面运动行为障碍,其特征与帕金森病类似。我们发现丙烯酰胺暴露诱发α-突触核蛋白聚集,并造成多巴胺神经元选择性退变,从而诱发动物运动调节功能障碍,可能是诱发类PD的主要原因。随着居民饮食的多元化,食物加工过程中产生的丙烯酰胺对健康的危害风险应该引起足够重视,本文的结果则提示丙烯酰胺与帕金森病的可能关联。随着我国人口老龄化的趋势加剧,对帕金森病防治已成为重要的社会热点。本文结果提示丙烯酰胺的长期摄入的神经毒性风险,这对帕金森病的预防提供了重要参考。