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背景:随着工农业生产的快速发展,我国铜污染问题日益加重,部分地区土壤、水体铜含量已超过环境限量。目前,国内外铜的环境、食品限量标准尚不完善,人群铜暴露风险逐渐增加,铜代谢紊乱与多种神经退行性疾病密切相关,影响认知功能,但具体机制仍不清楚,探讨铜暴露的健康危害及机制具有重要意义。目的:1.探究铜暴露对神经系统认知功能的影响,初步探讨海马神经细胞凋亡、氧化应激、突触功能在铜致认知障碍中的作用;2.评估江苏省小学生尿铜暴露水平,分析南京、盱眙地区尿铜人群分布特点与影响因素,为评估铜暴露健康风险和完善环境限量标准提供科学依据。方法与结果:1.铜染毒对海马神经元及突触的影响以小鼠海马神经元（HT22细胞）为靶细胞,分别设立10、20、40、80μmol/L硫酸铜染毒组,同时设立对照组。应用CCK-8法检测HT22细胞增殖活性,流式细胞仪检测细胞凋亡,分别测定细胞SOD活性、MDA含量和GSH-PX活性,倒置显微镜观察细胞突触形态,采用Western blot检测细胞Bcl-2、Bax、SYP、PSD-95、pro BDNF、m BDNF及Trk B蛋白表达。1.1铜染毒对HT22细胞的影响（1）染毒24、36、48 h后,HT22细胞增殖活性随染毒剂量增加逐渐下降（P<0.05）。染毒48 h后,各处理组HT22细胞增殖活性与对照组差别均有统计学意义（P<0.05）。（2）各处理组间HT22细胞凋亡率差别有统计学意义,40、80μmol/L硫酸铜处理组细胞凋亡率均高于对照组（P<0.05）。（3）各处理组HT22细胞Bax蛋白相对表达量均高于对照组（P<0.05）;40、80μmol/L硫酸铜处理组HT22细胞Bcl-2蛋白相对表达量均低于对照组（P<0.05）,Bcl-2/Bax低于对照组（P<0.05）。（4）各处理组间HT22细胞SOD活性、MDA含量无统计学差别（P>0.05）;各处理组细胞GSH-PX活性均低于对照组（P<0.05）。1.2铜染毒对HT22细胞突触的影响（1）与对照组相比,处理组HT22细胞突触形态发生改变,可见突触网格状结构,80μmol/L硫酸铜处理组部分细胞死亡,突触稀疏紊乱。（2）各处理组HT22细胞SYP、PSD-95、m BDNF、Trk B蛋白相对表达量均低于对照组（P<0.05）;各处理组HT22细胞pro BDNF蛋白相对表达量均高于对照组（P<0.05）。2.铜暴露对小鼠认知功能的影响及机制60只C57BL/6J小鼠随机分为对照组（纯净水）、低剂量组（Cu SO4 100 mg/L）、高剂量组（Cu SO4 500 mg/L）,每组20只,自由饮水方式染毒2个月。采用ICP-MS法测定小鼠尿铜、血铜、脑铜含量,Morris水迷宫检测小鼠认知行为,HE染色观察小鼠海马神经细胞,分别测定脑组织SOD活性、MDA含量和GSH-PX活性,采用ELISA法测定脑组织SYP、PSD-95、BDNF蛋白含量。2.1铜暴露对小鼠行为学的影响（1）与对照组相比,100 mg/L组小鼠体重增加;500 mg/L组小鼠自发运动减少,饮水量下降;500 mg/L组小鼠脑脏器系数高于100 mg/L组（P<0.05）。（2）各处理组间血铜含量无统计学差别（P>0.05）;随染毒剂量增加,小鼠24 h尿铜、脑铜含量均增加（P<0.05）。（3）定位航行实验中,500 mg/L组小鼠目标象限潜伏期、平台潜伏期均高于对照组（P<0.05）;空间探索实验中,500 mg/L组小鼠平台潜伏期高于对照组（P<0.05）。2.2 SYP、PSD-95、BDNF蛋白在铜致认知障碍的作用（1）与对照组相比,100 mg/L组小鼠海马神经细胞排列稀疏;500 mg/L组小鼠海马神经细胞数量减少,细胞间隙增宽,出现筛网状结构。（2）各处理组间小鼠脑组织SOD活性无统计学差别（P>0.05）;500 mg/L组小鼠脑组织MDA含量高于对照组（P<0.05）;100 mg/L组、500 mg/L组小鼠脑组织GSH-PX活性均低于对照组（P<0.05）。（3）500 mg/L组小鼠脑组织SYP蛋白含量低于对照组（P<0.05）;100 mg/L组、500 mg/L组小鼠脑组织PSD-95、BDNF蛋白含量均低于对照组（P<0.05）。3.江苏省小学生尿铜水平及其影响因素建立ICP-MS检测尿铜的方法,并用标准曲线、检出限、准确度实验、精密度实验、加标回收率实验评价。以江苏省南京和盱眙地区小学生为研究对象,开展流行病学调查并收集尿液标本,用ICP-MS法检测人体尿铜含量,分析性别、年龄、BMI、烟草暴露对尿铜的影响。3.1 ICP-MS检测尿铜方法的建立该方法的回归方程为y=0.996x（R2=0.9981）,检出限为0.0090μg/L,质控样测定值在可信区间内,精密度实验RSD为4.5%,加标回收率为80%～120%。3.2江苏省小学生尿铜及影响因素（1）本研究共纳入463名小学生,男性235人,女性228人;年龄分布为8～12岁;66.8%调查对象BMI在正常范围内;50.6%调查对象存在烟草暴露。（2）江苏省小学生尿铜几何均数为14.04μg/g肌酐,南京小学生尿铜含量高于盱眙（P<0.05）。（3）江苏男性小学生尿铜水平高于女性（P<0.05）;南京小学生年龄越小,尿铜含量越高（P<0.05）,盱眙不同年龄尿铜含量无统计学差别（P>0.05）;南京肥胖和低体重组尿铜含量高于正常体重组（P<0.05）,盱眙不同BMI组尿铜含量无统计学差别（P>0.05）;不同烟草暴露状况小学生尿铜含量无统计学差别（P>0.05）。结论:1.铜染毒降低HT22细胞增殖活性,诱导细胞凋亡和氧化应激,突触稀疏紊乱,突触相关蛋白表达降低,与pro BDNF/m BDNF/Trk B通路有关。2.饮水铜暴露增加C57BL/6J小鼠尿铜、脑铜含量,损害小鼠认知功能,海马神经细胞数量减少,脑氧化应激水平增加,SYP、PSD-95、BDNF蛋白含量降低。3.江苏小学生尿铜几何均数为14.04μg/g肌酐,南京小学生尿铜含量高于盱眙,且尿铜含量受性别、年龄、BMI的影响。