论文部分内容阅读
目的目前,有研究发现青春期高剂量的氰戊菊酯暴露会损害认知和行为的发育。然而,关于低剂量氰戊菊酯暴露对神经行为发育的损害作用及其机制研究还很少。本研究主要进一步通过建立动物行为学模型,探讨小鼠青春期暴露于低剂量氰戊菊酯对认知和行为发育的影响,同时探讨海马甲状腺激素信号在其中的作用。方法首先,将80只美国癌症研究所（Institute of Cancer Research,ICR）小鼠（雌雄各40只）随机分为4组（每组雌雄各10只）,雌雄小鼠分开饲养。我们之前的研究表明青春期暴露于7.5 mg/kg氰戊菊酯的小鼠没有观察到毒性迹象,因此本研究中最高剂量组设为5.0 mg/kg(1/40 LD50)以研究低剂量暴露产生的影响。氰戊菊酯处理组于出生后第28天（Postnatal day 28,PND28）至PND56每天给予氰戊菊酯（0.2,1.0或5.0 mg/kg,溶于玉米油）灌胃处理。对照组在相应天数内给予玉米油灌胃处理。于PND57进行旷场实验,于PND59进行高架十字迷宫实验,于PND61～PND66进行Morris水迷宫等行为实验检测小鼠的行为。将另一批80只ICR小鼠（雌雄各40只）随机分为4组（每组雌雄各10只）,雌雄小鼠分开饲养。氰戊菊酯处理组于PND28～PND56每天给予氰戊菊酯（0.2,1.0或5.0 mg/kg,溶于玉米油）灌胃处理。对照组在相应天数内给予玉米油灌胃处理。所有小鼠于PND57天剖杀。收集小鼠的血清,通过电化学发光免疫分析法（electrochemiluminescence immunoassay,ECLIA）测量总甲状腺素（total Triiodothyronin,TT4）和总三碘甲状腺素（total Thyroxine,TT3）。在每个剂量组,收集三只小鼠的三个完整大脑,通过苏木精-伊红染色（hematoxylin-eosin staining,HE）对海马CA1区组织病理学进行检查。在每个剂量组,收集另外三只小鼠的三对完整海马体,通过免疫印迹评估海马甲状腺激素受体（thyroid hormone receptors,TRs）的蛋白质水平。结果旷场实验中,与对照组相比,雌鼠在5mg/kg氰戊菊酯处理组的中央活动时间显著减少,差异具有统计学意义（F=2.965,P<0.05）。相应的,雌鼠在5mg/kg氰戊菊酯处理组的周围活动时间显著增加,差异具有统计学意义（F=2.965,P<0.05）。高架十字迷宫结果显示,雌鼠的1.0 mg/kg氰戊菊酯处理组进入开放臂的次数显著减少,差异具有统计学意义（F=5.973,P<0.05）。与对照组相比,1.0 mg/kg氰戊菊酯处理组和5.0 mg/kg氰戊菊酯处理组的雌鼠,进入迷宫的总次数显著减少,差异具有统计学意义（F=3.007,P<0.05）。相反,雄鼠中1.0 mg/kg氰戊菊酯处理组与对照组相比,进入迷宫的总次数显著增加,差异具有统计学意义（F=3.141,P<0.05）。Morris水迷宫实验研究发现,雌鼠在空间训练实验的第五天逃离潜伏期显著降低,差异具有统计学意义（F=3.019,P<0.05）。重复测量分析发现,逃离潜伏期在小鼠中存在性别差异,雌鼠氰戊菊酯处理组的逃离潜伏期呈剂量依赖性升高,且在5 mg/kg组差异具有统计学意义（F=4.512,P<0.05）,而雄鼠的逃离潜伏期差异无统计学意义（F=0.330,P>0.05）。第六天的空间探索实验发现,与对照组相比,雌鼠中1.0 mg/kg处理组和5.0 mg/kg处理组穿越目标象限的次数显著减少,差异具有统计学意义（F=4.956,P<0.05）。类似地,雌鼠1.0 mg/kg处理组和5.0mg/kg处理组穿越目标象限所占的时间比例也显著减少,差异具有统计学意义（F=4.781,P<0.05）。而雄鼠的结果差异无统计学意义（P>0.05）。组织病理学结果显示,与对照组相比,雌鼠和雄鼠中氰戊菊酯处理组的海马CA1区存在不同程度的锥体细胞密度降低,同时散在皱缩的神经元增多,存在核固缩现象。进一步定量分析发现,与对照组相比,雌鼠所有氰戊菊酯处理组的正常锥体细胞数目呈剂量依赖性减少,差异具有统计学意义（F=14.339,P<0.01）。此外,雄鼠正常细胞数目仅在5.0 mg/kg处理组显著减少,差异具有统计学意义（F=6.604,P<0.01）。在研究低剂量氰戊菊酯暴露对甲状腺激素信号的影响时发现,与对照组相比,氰戊菊酯暴露组血清中TT3水平差异无统计学意义（P>0.05）;类似地,氰戊菊酯暴露组TT4水平差异无统计学意义（P>0.05）。与对照组相比,雌鼠5.0 mg/kg氰戊菊酯处理组的TRα1的蛋白表达水平显著降低（P<0.05）,而雄鼠TRα1蛋白表达水平各组间差异无统计学意义（P>0.05）。与对照组相比,氰戊菊酯处理的雌鼠中TRβ1蛋白水平呈剂量依赖的方式降低,差异具有统计学意义（P<0.05）,而雄鼠TRβ1蛋白水平在1.0 mg/kg和5.0 mg/kg氰戊菊酯处理组显著降低,差异具有统计学意义（P<0.05）。结论青春期低剂量氰戊菊酯暴露以性别特异性的方式损害小鼠认知和行为发育。此外,青春期低剂量氰戊菊酯暴露会引起海马神经元的损伤。本研究表明,青春期低剂量氰戊菊酯暴露可能部分通过下调海马甲状腺激素信号损害小鼠认知和行为发育。