孕期1-硝基芘暴露对子代生长发育和神经行为的影响

发布时间：2020-10-12 16:41

　　 研究背景及目的1-硝基芘(1-nitropyrene,1-NP)是一种广泛分布于环境中的污染物,具有致突变性和致癌性,是典型的环境污染物。人体可通过呼吸道、消化道和皮肤暴露1-NP。目前对1-NP的发育毒性尚不清楚,因此对其发育毒性的研究更加有意义。本课题主要研究小鼠孕期暴露1-NP后对其后代的生长发育的影响和毒作用靶,以及是否存在暴露窗口期和性别差异,并且探究对子代神经行为的影响。方法:将受孕的ICR小鼠随机分为6组,分别为早期1-NP暴露组(n=15)和早期对照组(n=11),中期1-NP暴露组(n=10)和中期对照组(n=10),晚期1-NP暴露组(n=13)和晚期对照组(n=14)。早中晚期暴露组小鼠在其相对应的孕期按体重的1%灌胃给予1-NP(100μg/kg)早期(GD1-GD6),中期(GD7-GD12)和晚期(GD13-GD17),早中晚期对照组孕鼠分别每天在GD1-GD6,GD7-GD12和GD13-GD17灌胃玉米油乳化液,记录给药后孕鼠的体重和饲料消耗量。于GD18天上午剖杀孕鼠,记录活胎数,死胎数和着床数。并且对于活胎,测量其体重,身长,胎盘重量和胎盘直径以及辨认性别(通过肛殖距辨认)。将孕晚期ICR小鼠随机分为4组,分别为对照组(n=14),1μg/kg组(n=13),10μg/kg组(n=12),100μg/kg组(n=13)。于孕晚期分别按体重的1%灌胃给予玉米油乳化液和1μg/kg、10μg/kg、100μg/kg 1-NP乳化液。GD18天上午剖杀孕鼠,留取胎盘材料,使用免疫组织化学检测和HE染色处理胎盘病理切片,分析胎盘迷路层血窦面积和细胞增殖KI67表达情况。ICR孕鼠随机分为2组,分别为对照组(n=17)和10μg/kg 1-NP处理组(n=17),于孕晚期分别按体重的1%灌胃给予玉米油乳化液和10μg/kg 1-NP乳化液。每天记录孕鼠的体重和饲料消耗量。自然分娩后母乳喂养,期间分性别称量每窝雌雄仔鼠的体重。仔鼠断乳后(3周龄)雌雄分开饲养,调整每窝雌雄比,每窝雌雄鼠各两只。自由饮食和饮水,记录仔鼠的体重变化。将子代分为4组,分别为雌性子代对照组(n=16)和雌性子代处理组(n=14),雄性子代对照组(n=16)和雄性子代处理组(n=16),在仔鼠6周时(青春期)进行旷场实验,七周时进行Morris水迷宫实验,十周时进行糖水偏好实验,观察子代神经行为改变。结果早期1-NP暴露组与早期对照组,中期1-NP暴露组与中期对照组,晚期1-NP暴露组与晚期对照组的胎子重分别为(1.40±0.03)g与(1.35±0.03)g、(1.36±0.04)g与(1.34±0.03)g、(1.39±0.02)g与(1.29±0.02)g,其中孕晚期暴露组相比其对照组胎子重下降,具有统计学意义(P0.01);身长分别为(23.79±0.26)cm与(23.26±0.21)mm、(23.63±0.23)mm与(23.19±0.30)mm、(23.76±0.19)mm与(22.82±0.21)mm,其中孕晚期暴露组相比其对照组身长下降,具有统计学意义(P0.01);胎盘重分别为(0.10±0.01)g与(0.10±0.01)g、(0.11±0.01)g与(0.10±0.01)g、(0.11±0.01)g与(0.10±0.01)g,其中孕晚期暴露组相比其对照组胎盘重下降,具有统计学意义(P0.05);胎盘直径分别为(7.86±0.10)mm与(7.73±0.15)mm、(7.68±0.09)mm与(7.55±0.13)mm、(8.04±0.11)mm与(7.75±0.08)mm,其中孕晚期暴露组相比其对照组胎盘直径下降,具有统计学意义(P0.05)。孕晚期对照组和孕晚期处理组雌性仔鼠和雄性仔鼠的体重分别为(1.36±0.02)g与(1.27±0.02)g、(1.40±0.02)g与(1.32±0.02)g,其中处理组雌性子代和雄性子代的体重相对其对照组均下降,具有统计学意义(P0.01);身长分别为(23.22±0.26)mm与(22.81±0.11)mm、(23.98±0.21)mm与(22.81±0.27)mm,其中处理组雄性子代身长相对对照组下降,具有统计学意义(P0.01)。孕晚期对照组,1μg/kg组,10μg/kg组,100μg/kg组的血窦面积百分比分别为14.83%,14.94%,10.51%,9.81%,相比于对照组,100μg/kg组的血窦面积降低,具有统计学差异(P0.05);KI67阳性细胞百分比分别为13.76%,12.39%,8.41%,6.44%,相比于对照组,10μg/kg组、100μg/kg组均降低,具有统计学差异。雌性仔鼠在前六天的学习中,暴露组雌鼠第四天和第五天的潜伏期相比对照组升高,具有统计学差异(P0.05);暴露组雌鼠第四天、第五天和第六天的运动距离相比对照组也有升高,且具有统计学差异(P0.05)。雌性仔鼠在第七天的空间记忆实验中,暴露组雌鼠在目标象限停留的时间相比对照组降低,具有统计学差异(P0.05)。结论本研究探讨了不同孕期1-NP暴露对妊娠结局的影响。结果显示,孕期1-NP暴露以阶段依赖的方式诱导胎儿IUGR。我们发现孕晚期1-NP暴露引起胎盘血管功能不全,呈剂量依赖性。孕晚期暴露1-NP还会导致子代青春期的空间学习能力下降。我们的研究结果首次证明孕期1-NP暴露通过干扰胎盘血管分布和增殖诱导胎儿IUGR。
【学位单位】：安徽医科大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：R715.3
【部分图文】：

图 1 不同孕期母鼠 1-NP 暴露对饲料消耗和体重增长的影响。孕鼠每天在孕早期（从 GD1 到GD6）或孕中期（从 GD7 到 GD12）或孕晚期（从 GD13 到 GD17）用玉米油以及 1-NP（100μg/kg 体重）经口灌胃给药。在 1-NP 暴露后检测孕鼠的每日饲料消耗和体重变化。（A）饲料消耗。（B）孕鼠体重变化。 数据表示为平均值±标准误，（N=10-15）。重复测量资料的方差分析用于分析每个阶段两组（对照/ 1-NP）之间的饲料消耗和体重变化。Fig. 1. Effects of maternal 1-NP exposure in different gestational stages on food consumption andbody weight growth. Pregnant mice were gavaged with corn oil or 1-NP(100 μg/kg) daily either inearly (from GD1 to GD6) or middle (from GD7 to GD12) or late (from GD13 to GD17) pregnancy.Daily food consumption and body weight were inspected for pregnant mice after 1-NP treatment. (A)Food consumption. (B) Alteration of maternal body weight. Data were expressed as means ±SEM,(N=10-15). Repeated measures ANOVA was used to evaluate food consumption and body weightgrowth between 2 groups (control/1-NP) at each stage.

Table 1 Effects of maternal 1-NP exposure in different stages of pregnancy on fetal outcomes孕早期(GD1-GD6) 孕中期(GD7-GD12) 孕晚期(GD13-GD17)Control 1-NP Control 1-NP Control 1-NP孕鼠只数(n) 11 15 10 10 14 13早产数量(n) 0 0 0 0 0 0定期分娩孕鼠(n) 11 15 10 10 14 13着床数(n) 14.36 ±0.53 14.33 ±0.92 13.10 ±0.88 11.80 ±0.83 13.57±0.33 13.54±0.57死胎数(n) 0.15 ±0.12 0.33 ±0.19 0.20 ±0.13 0.20 ±0.13 0.36±0.23 0.39±0.34活胎数(n) 14.18 ±0.58 13.13 ±0.89 12.60 ±0.79 11.10 ±0.98 12.07±0.50 12.07±0.51着床数、死胎数以及活胎数用秩和检验统计分析，数据表示为平均值±标准误，（N=10-15）。The number of implantation sites, the number of dead fetuses and the number of live fetuses werestatistically analyzed by rank sum test. The data were expressed as mean ±standard error, (N=10-15)

Fig. 2. Effects of maternal 1-NP exposure in different gestational stages on fetal weight and crown-rump length. Pregnant mice were gavaged with corn oil or 1-NP(100 μg/kg) daily in either early (fromGD1 to GD6) or middle (from GD7 to GD12) or late (from GD13 to GD17) pregnancy. All mice weresacrificed on GD18.Body weight (A) and crown-rump length (B) of all fetuses. Body weight (C) andcrown-rump length (D) of female and male fetuses from mice exposed to 1-NP in late pregnancy. Alldata were expressed as means ±S.E.M. (N=10-15). Student's t-test was applied to assess differencebetween 2 groups (control/1-NP). * P < 0.05; **P <0.01.3. 2 孕期 1-NP 暴露损伤胎盘发育且具有暴露窗口期前面的研究发现了孕晚期暴露 1-NP 会导致 IUGR，所以为了找到 1-NP 的作用靶，我们研究了孕期 1-NP 暴露在不同妊娠阶段对小鼠胎盘的影响。我们测量了所有胎子的胎盘重量和直径。正如预期的那样，在孕早期或孕中期给予 1-NP 的小鼠中，胎盘重量没有统计学上的差异。有趣的是，与对照小鼠相比，在孕晚期暴露于 1-NP 的母鼠显示出胎盘重量的显著降低（图 3A）。在胎盘直径中也观察到了类似的结果（图 3B）。
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本文编号：2838019