本文關(guān)鍵詞：丙烯酰胺對(duì)大鼠突觸損傷的毒作用機(jī)制研究

  更多相關(guān)文章： 丙烯酰胺 谷氨酸 γ-氨基丁酸 突觸素Ⅰ 突觸囊泡

【摘要】：目的丙烯酰胺(Acrylamide, ACR)是一種水溶性的乙烯基單體,常溫下為白色固體結(jié)晶,主要用于生產(chǎn)聚丙烯酰胺,廣泛應(yīng)用于飲用水凈化、污水處理、化妝品生產(chǎn)、染料、礦石加工、造紙、生物實(shí)驗(yàn)(如凝膠色譜和凝膠電泳)等行業(yè),經(jīng)食用高溫烹飪食物也可攝入一定量的ACR。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,ACR可經(jīng)呼吸道、皮膚、胃腸道等多種途徑進(jìn)入機(jī)體,具有神經(jīng)毒性、生殖毒性、遺傳毒性和致癌性等(國(guó)際癌癥研究中心(IARC,1994)已將其列為“人類可能致癌物"2A類)。其中,人類流行病學(xué)調(diào)查已明確ACR對(duì)人體的神經(jīng)毒性：職業(yè)中毒病例常見于聚丙烯酰胺合成、污水處理、建筑工程灌漿等操作,發(fā)病人員有明顯的神經(jīng)中毒癥狀和體征,如四肢無(wú)力、共濟(jì)失調(diào)、肢端痛覺過(guò)敏、振動(dòng)覺和位置覺減退等。本研究通過(guò)建立ACR亞急性染毒動(dòng)物模型,探討ACR對(duì)大鼠神經(jīng)毒性的效應(yīng),包括大鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)氨基酸類神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸(Glutamate, Glu)和γ-氨基丁酸(y-aminobutyric acid, GABA)的含量改變,中樞神經(jīng)系統(tǒng)病理?yè)p傷及突觸囊泡的分布狀態(tài),突觸素Ⅰ(Synapsin I)、磷酸化突觸素Ⅰ(P-Synapsin I)、腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(brain-derived neurotrophic factor, BDNF)的蛋白表達(dá)變化,以此為ACR所致中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾患提供實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)的證據(jù)并為其毒作用機(jī)制的最終闡明提供一定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐。方法1.建立動(dòng)物模型：選取成年雄性SD大鼠,隨機(jī)分為11d實(shí)驗(yàn)組和21d實(shí)驗(yàn)組：11d實(shí)驗(yàn)組設(shè)生理鹽水(NS)對(duì)照組、30mg/kg ACR染毒組和50mg/kg ACR染毒組；21d實(shí)驗(yàn)組設(shè)生理鹽水(NS)對(duì)照組、15mg/kg ACR染毒組和30mg/kgACR染毒組；2.體重變化：實(shí)驗(yàn)開始后每天稱量大鼠體重并記錄；3.神經(jīng)行為變化：實(shí)驗(yàn)開始后每天對(duì)動(dòng)物的大體行為表現(xiàn)和異常體征進(jìn)行觀察記錄；11d實(shí)驗(yàn)組于第7、11d進(jìn)行步態(tài)評(píng)分；21d實(shí)驗(yàn)組于第7、14、21d進(jìn)行步態(tài)評(píng)分；4.中樞神經(jīng)系統(tǒng)Glu和GABA含量的測(cè)定：染毒期結(jié)束時(shí),取大鼠大腦皮層和小腦,LC-MS/MS法測(cè)定其大腦皮層和小腦的Glu和GABA的含量；5.中樞神經(jīng)系統(tǒng)病理?yè)p傷及突觸囊泡分布狀態(tài)的變化：制備大鼠大腦皮層和小腦石蠟切片,HE染色觀察大腦皮層和小腦的病理變化；制備大鼠大腦皮層和小腦標(biāo)本,電鏡觀察神經(jīng)損傷的超微結(jié)構(gòu)并對(duì)突觸囊泡的分布狀態(tài)進(jìn)行定量分析；6.中樞神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)蛋白的組織定位：免疫組化法確定大鼠大腦皮層和小腦Synapsin I、P-Synapsin I的蛋白分布；7.中樞神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)蛋白表達(dá)量的變化：Western-blot法測(cè)定大鼠大腦皮層和小腦Synapsin I、P-Synapsin I、BDNF蛋白表達(dá)量的變化。結(jié)果1.體重變化15mg/kg ACR染毒組大鼠體重與對(duì)照組相比變化不顯著(P0.05)；30mg/kgACR染毒組體重在第13d進(jìn)入平臺(tái)期,隨后逐步下降；50mg/kg ACR染毒組大鼠體重自第7d開始下降。lld實(shí)驗(yàn)組染毒終點(diǎn)時(shí),50mg/kg ACR染毒組大鼠體重與NS對(duì)照組、30mg/kg ACR染毒組相比顯著降低(P0.05)。21d實(shí)驗(yàn)組染毒終點(diǎn)時(shí),30mg/kg ACR染毒組大鼠體重與NS對(duì)照組、15mg/kg ACR染毒組相比顯著降低(P0.05)。2.神經(jīng)行為變化15mg/kg ACR染毒組大鼠在染毒期間步態(tài)變化不顯著,30mg/kg ACR染毒組和50mg/kg ACR染毒組大鼠在染毒期間均出現(xiàn)后肢無(wú)力、震顫、拖步直至后肢完全癱瘓。lld實(shí)驗(yàn)組在染毒終點(diǎn)時(shí),50mg/kg ACR染毒組大鼠步態(tài)評(píng)分與NS對(duì)照組、30mg/kg ACR染毒組相比顯著增加(P0.05)。21d實(shí)驗(yàn)組在染毒終點(diǎn)時(shí),30mg/kg ACR染毒組大鼠步態(tài)評(píng)分與NS對(duì)照組、15mg/kg ACR染毒組相比顯著增加(P0.05)。3.大腦皮層和小腦Glu和GABA含量的變化(1)興奮性神經(jīng)遞質(zhì)：大腦皮層和小腦在不同劑量ACR染毒終點(diǎn)(30mg/kg 21d、50mg/kg11d), Glu含量均顯著降低,且降低幅度一致；(2)抑制性神經(jīng)遞質(zhì)：大腦皮層GABA含量變化在兩種染毒條件下并不完全一致,在30mg/kg 21d染毒終點(diǎn),大腦皮層GABA含量顯著增高(P0.05),但在50mg/kg 11d染毒終點(diǎn)其含量并無(wú)顯著變化；在兩種實(shí)驗(yàn)條件下,小腦的GABA含量均未發(fā)生顯著變化。4.中樞神經(jīng)系統(tǒng)病理?yè)p傷及突觸囊泡分布狀態(tài)的變化4.1大腦皮層和小腦的病理?yè)p傷HE染色結(jié)果：ACR染毒可致大鼠大腦皮層神經(jīng)元與周圍組織間隙增寬,染色質(zhì)嗜堿性增強(qiáng)；小腦浦肯野細(xì)胞形狀不規(guī)則變化且與周圍組織間隙明顯增寬,伴有浦肯野細(xì)胞部分丟失。電鏡結(jié)果：ACR亞急性染毒可致大鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)元固縮、核膜凹陷；膠質(zhì)細(xì)胞水腫；血腦屏障結(jié)構(gòu)破壞；線粒體損傷；多聚核糖體解聚；粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體擴(kuò)張等。4.2突觸數(shù)量的變化隨ACR染毒濃度的增加,大鼠大腦皮層和小腦內(nèi)突觸數(shù)量逐漸降低。30mg/kg ACR染毒組與NS對(duì)照組相比,大鼠大腦皮層和小腦的突觸數(shù)量顯著降低(P0.05),50mg/kg ACR染毒組與對(duì)照組、30mg/kg ACR染毒組相比,大鼠大腦皮層和小腦的突觸數(shù)量均顯著降低(P0.05)。在ACR染毒終點(diǎn),50mg/kg ACR染毒組與對(duì)照組相比,大腦皮層和小腦的突觸數(shù)量降低幅度基本一致,均降低約50%。4.3大腦皮層和小腦突觸囊泡分布狀態(tài)的變化隨ACR染毒濃度的增加,突觸囊泡的分布變得分散,大腦皮層和小腦突觸囊泡與突觸活性區(qū)的最近距離(active zone distance, AZD)、突觸囊泡間的最短距離(nearest neighbor distance. NND)均呈增加趨勢(shì),30mg/kg ACR染毒組與NS對(duì)照組比較NND顯著增加(P0.01),50mg/kg ACR染毒組與NS對(duì)照組、30mg/kg ACR染毒組比較AZD. NND均顯著增加(P0.01)。ACR染毒可改變大鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)突觸前部突觸囊泡在易釋放池(readily releasable pool, RRP)和儲(chǔ)存池(reserve pool, RP)的分布比例,對(duì)NS對(duì)照組、30mg/kg ACR染毒組、50mg/kg ACR染毒組大腦皮層和小腦RRP、RP囊泡分布比例分別進(jìn)行兩兩比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.01)；趨勢(shì)性檢驗(yàn)結(jié)果表明大腦皮層和小腦RRP囊泡比例隨ACR染毒濃度增加而減少,RP囊泡比例隨ACR染毒濃度增加而增加(P0.01)。5. Synapsin I、P-Synapsin I在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的組織定位免疫組化法結(jié)果表明,大鼠大腦皮層的Synapsin I和P-Synapsin I免疫反應(yīng)產(chǎn)物均為棕色顆粒且分布位置一致：可見陽(yáng)性顆粒圍繞在神經(jīng)元周圍,襯托出神經(jīng)元胞體的輪廓；大鼠小腦的Synapsin I和P-Synapsin I免疫反應(yīng)產(chǎn)物均為棕色顆粒且分布位置一致：在浦肯野細(xì)胞層,深染的顆粒樣物質(zhì)圍繞在浦肯野細(xì)胞周圍,呈脈絡(luò)狀向分子層延伸,襯托出樹突分支的輪廓,顆粒層也可見免疫陽(yáng)性產(chǎn)物的分布。6.ACR染毒對(duì)大鼠大腦皮層和小腦Synapsin I、P-Synapsin I、BDNF蛋白表達(dá)的影響隨ACR染毒濃度的增加,大鼠大腦皮層和小腦內(nèi)Synapsin I、P-Synapsin I的含量均逐漸降低。30mg/kg ACR染毒組與NS對(duì)照組相比,大鼠大腦皮層和小腦的Synapsin I、P-Synapsin I含量顯著降低(P0.05),50mg/kg ACR染毒組與對(duì)照組、30mg/kg ACR染毒組相比,大鼠大腦皮層和小腦的Synapsin I、P-SynapsinⅠ含量均降低顯著(P0.05)。在ACR染毒終點(diǎn),50mg/kg ACR染毒組與對(duì)照組相比,大腦皮層和小腦的Synapsin I含量降低幅度基本一致,均降低約50%。ACR染毒可致大鼠大腦皮層和小腦內(nèi)BDNF的含量增加,30mg/kg ACR染毒組、50mg/kg ACR染毒組與NS對(duì)照組相比,大鼠大腦皮層和小腦的BDNF含量均顯著增加(P0.05)。結(jié)論1.大腦皮層和小腦興奮性和抑制性神經(jīng)遞質(zhì)(Glu/GABA)的測(cè)試結(jié)果表明,ACR亞急性染毒致大鼠大腦皮層和小腦內(nèi)興奮性神經(jīng)遞質(zhì)Glu含量的降低具有變化趨勢(shì)的一致性和重現(xiàn)性,可能為其神經(jīng)毒性的致病機(jī)制之一；ACR可能主要通過(guò)下調(diào)興奮性神經(jīng)遞質(zhì)水平,降低興奮性/抑制性神經(jīng)遞質(zhì)的比重而發(fā)揮神經(jīng)毒作用；2.ACR亞急性染毒可致大鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)元結(jié)構(gòu)破壞、膠質(zhì)細(xì)胞水腫、血腦屏障結(jié)構(gòu)破壞、線粒體損傷、多聚核糖體解聚、粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體擴(kuò)張等,還可減少大鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)的突觸數(shù)量,改變突觸前部突觸囊泡的分布狀態(tài),增加大腦皮層和小腦AZD、NND,降低RRP囊泡分布比例,從而影響大鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)遞質(zhì)的正常釋放,造成相應(yīng)的神經(jīng)功能障礙；3.ACR亞急性染毒可降低大腦皮層和小腦Synapsin I、P-Synapsin I的蛋白表達(dá)量,可能是導(dǎo)致AZD增加、NND增加、RRP囊泡分布比例降低的原因；ACR亞急性染毒可短時(shí)增加BDNF的蛋白表達(dá)水平以增強(qiáng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的抗損傷能力,起到一定的保護(hù)作用。
【關(guān)鍵詞】：丙烯酰胺 谷氨酸 γ-氨基丁酸 突觸素Ⅰ 突觸囊泡
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)疾病預(yù)防控制中心
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R114
【目錄】：

• 中文摘要6-11
• Abstract11-15
• 前言15-18
• 英文縮寫詞表18-19
• 第一章 丙烯酰胺亞急性染毒對(duì)大鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)谷氨酸、γ-氨基丁酸神經(jīng)遞質(zhì)含量的影響19-32
• 引言19
• 材料與方法19-23
• 1. 主要儀器和試劑19-20
• 2. 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物20
• 3. 試劑配制20-21
• 4. 實(shí)驗(yàn)方法21-23
• 5. 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法23
• 結(jié)果23-29
• 1. 體重變化23-24
• 2. 神經(jīng)行為學(xué)變化24-25
• 3. 大腦皮層和小腦Glu和GABA含量變化25-29
• 討論29-31
• 小結(jié)31-32
• 第二章 丙烯酰胺亞急性染毒對(duì)大鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)病理?yè)p傷及突觸囊泡分布狀態(tài)的影響32-56
• 引言32-33
• 材料與方法33-38
• 1. 主要儀器和試劑33-34
• 2. 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物34
• 3. 試劑配制34
• 4. 實(shí)驗(yàn)方法34-38
• 5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法38
• 結(jié)果38-53
• 1. 大腦皮層和小腦的病理?yè)p傷38-42
• 2. 突觸數(shù)量變化42
• 3. 突觸囊泡分布狀態(tài)變化42-53
• 討論53-55
• 小結(jié)55-56
• 第三章 丙烯酰胺亞急性染毒對(duì)大鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)突觸素Ⅰ、磷酸化突觸素Ⅰ、腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子表達(dá)的影響56-70
• 引言56-57
• 材料與方法57-64
• 1. 主要儀器和試劑57-58
• 2. 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物58
• 3. 試劑配制58-59
• 4. 實(shí)驗(yàn)方法59-63
• 5. 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法63-64
• 結(jié)果64-68
• 1. 大鼠大腦皮層和小腦Synapsin Ⅰ、P-Synapsin Ⅰ的分布位置64
• 2. ACR染毒對(duì)大鼠大腦皮層Synapsin Ⅰ、P-Synapsin Ⅰ、BDNF蛋白表達(dá)影響64-66
• 3. ACR染毒對(duì)大鼠小腦Synapsin Ⅰ、P-Synapsin Ⅰ、BDNF蛋白表達(dá)影響66-68
• 討論68-69
• 小結(jié)69-70
• 總結(jié)70-72
• 參考文獻(xiàn)72-75
• 致謝75-76
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文76

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 郭雄雄;嚴(yán)漢英;朱蘭蘭;曾立愛;熊飛嚴(yán)紅;;丙烯酰胺對(duì)大鼠神經(jīng)行為和黑質(zhì)紋狀體多巴胺及其代謝產(chǎn)物含量的影響[J];衛(wèi)生研究;2011年04期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 肖經(jīng)緯;丙烯酰胺神經(jīng)損傷的突觸素I靶點(diǎn)效應(yīng)機(jī)制及腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的干預(yù)研究[D];中國(guó)疾病預(yù)防控制中心;2013年

，

本文編號(hào)：933304