铅暴露对神经元树突棘形态和自噬的影响及相关机理研究

发布时间：2017-06-14 04:05

  本文关键词：铅暴露对神经元树突棘形态和自噬的影响及相关机理研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：金属铅是一种重要的环境污染物,具有神经毒性,主要表现为对机体学习记忆功能的损伤。本研究组前期工作表明,铅暴露能引起大鼠海马神经元树突棘密度降低,但铅暴露对神经元树突棘成熟的损伤过程是否受到年龄、性别以及不同的脑区这三个因素的影响尚不清楚。近年来有研究表明发育期接受铅暴露能够影响年长后的神经系统功能,但其内在具体机制尚不明确。目的综合年龄、性别以及不同的脑区等因素,系统地探究慢性铅暴露对树突生长和树突棘成熟的影响规律及其潜在分子机制；并探究慢性铅暴露对细胞自噬过程的影响,进而推测其致神经退行性疾病的潜在机制。方法1.给SD大鼠喂饲250ppm醋酸铅水溶液进行铅暴露,雌、雄大鼠暴露时间均分别为30天、60天、90天,幼鼠从出生后至断奶前(出生后21天)通过母乳间接进行铅暴露,断奶后通过饮用铅水直接进行铅暴露。研究慢性铅暴露对大鼠大脑神经元树突长度和树突棘成熟过程的影响及其所受综合因素性别×年龄×脑区的影响,并进一步探究其机理。Golgi-Cox染色观察大脑海马区和前额叶皮层神经细胞的树突长度和树突棘的成熟形态。Western blot检测NDR1/2激酶的蛋白表达量,荧光定量PCR检测NDR1/2激酶途径相关基因的表达。2.以离体培养的PC12细胞系为实验材料研究铅暴露对细胞自噬的影响。20gM的醋酸铅处理细胞24h,MTT实验检测细胞存活率,Western blot检测自噬相关蛋白的表达,荧光定量PCR检测自噬相关基因的表达,溶酶体染色实验检测溶酶体pH。结果1.铅暴露对神经元树突生长的损伤集中在发育期,并且这种损伤作用呈现出：雌性雄性、海马前额叶皮层的趋势。2.铅暴露对大脑神经元树突棘的发育成熟具有损伤作用,这种损伤从发育期持续至成年期,并在成年期(PND90)呈现出脑区差异(损伤：海马前额叶皮层)和性别差异(损伤：雌性雄性)。3.NDR1/2激酶途径受铅暴露损伤,损伤趋势与铅对神经元树突棘成熟的损伤作用相一致。NDR1/2激酶途径可能参与到铅暴露对神经元树突棘成熟的调控过程中。4.铅暴露损伤自噬流的完整性,铅通过调节NDR1蛋白抑制自噬的起始,并且通过调节早老素蛋白1抑制溶酶体酸化,进而损伤自噬下游的降解能力。结论本实验从神经元树突和树突棘的形态学变化和细胞自噬途径两个方面对铅暴露致大脑学习记忆功能的损伤的潜在机制进行研究。1.铅暴露对神经元树突生长和树突棘成熟具有抑制作用,并且这种抑制具有性别差异、脑区差异和年龄差异。2.铅暴露对神经元树突棘形态的影响是通过调节NDR1/2激酶实现的。3.铅暴露对自噬流的完整性具有损伤作用,自噬起始自噬小体的形成和自噬下游自噬溶酶体的降解过程均受到铅的毒性影响。铅暴露与神经退行性疾病阿尔茨海默症的直接联系尚需进一步研究证明。
【关键词】：铅暴露 树突棘 树突长度 NDR1/2激酶 细胞自噬
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R114
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-10
• ABSTRACT10-17
• 第一章 绪论17-27
• 1.1 重金属铅暴露来源17-18
• 1.1.1 空气17
• 1.1.2 食物和饮用水17-18
• 1.1.3 生活、学习用品和玩具18
• 1.2 微量铅的检测18-19
• 1.2.1 双硫腙比色法18
• 1.2.2 原子吸收光谱法18
• 1.2.3 电化学方法18-19
• 1.2.4 电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)19
• 1.3 铅暴露对中枢神经系统的影响19-22
• 1.3.1 树突和树突棘19-21
• 1.3.2 铅暴露对学习记忆损伤的影响因素21
• 1.3.3 铅暴露与神经退行性疾病21-22
• 1.4 细胞自噬22-23
• 1.4.1 细胞自噬的概念22
• 1.4.2 细胞自噬的检测方法22-23
• 1.5 自噬与神经退行性疾病23-24
• 1.5.1 自噬在神经退行性疾病中的功能23-24
• 1.5.2 自噬与阿尔茨海默症24
• 1.6 课题研究背景、意义及主要内容24-27
• 1.6.1 课题研究的背景和意义24-25
• 1.6.2 课题研究的主要内容25
• 1.6.3 实验路线图25-27
• 第二章 铅暴露与综合因素(性别×年龄×脑区)共同作用对神经元树突和树突棘生长的影响27-36
• 2.1 材料与方法27-28
• 2.1.1 主要仪器27
• 2.1.2 主要试剂和药品27
• 2.1.3 实验动物27
• 2.1.4 血和脑组织铅含量测定27-28
• 2.1.5 Golgi-cox染色,树突长度和树突棘形态分析28
• 2.1.6 数据分析28
• 2.2 实验结果28-34
• 2.2.1 大鼠血和脑组织铅含量测定28-29
• 2.2.2 铅暴露对不同发育期大鼠大脑(海马区和前额叶皮层区)中神经元树突生长的影响29-30
• 2.2.3 铅暴露对不同性别大鼠大脑中神经元树突长度的影响30-31
• 2.2.4 铅暴露对不同发育期大鼠大脑(海马区和前额叶皮层区)中神经元树突棘成熟的影响31-32
• 2.2.5 铅暴露对不同性别大鼠大脑中神经元树突棘成熟的影响32-34
• 2.3 讨论34-36
• 第三章 铅暴露损伤神经元树突生长和树突棘成熟的潜在机制初步研究36-46
• 3.1 材料与方法36-42
• 3.1.1 主要仪器36
• 3.1.2 主要试剂和药品36
• 3.1.3 主要抗体36
• 3.1.4 实验动物36
• 3.1.5 Western Blot蛋白定量分析36-38
• 3.1.6 荧光定量PCR38-42
• 3.1.7 数据处理42
• 3.2 实验结果42-44
• 3.2.1 铅暴露大鼠大脑中NDR1/2激酶含量的变化及其所受性别×年龄(发育期至成年)×脑区综合因素的影响42-43
• 3.2.2 铅暴露大鼠大脑中NDR1、NDR2及其底物Rabin3的mRNA水平变化43-44
• 3.3 讨论44-46
• 第四章 铅暴露对细胞自噬的影响46-59
• 4.1 材料与方法46-49
• 4.1.1 主要仪器46
• 4.1.2 主要试剂和药品46
• 4.1.3 主要抗体46
• 4.1.4 细胞培养46-47
• 4.1.5 PC12细胞中蛋白收集47
• 4.1.6 MTT细胞活力检测47
• 4.1.7 Western Blot实验47
• 4.1.8 荧光定量PCR实验47-48
• 4.1.9 溶酶体酸性分析48
• 4.1.10 数据处理48-49
• 4.2 实验结果49-55
• 4.2.1 铅暴露对细胞存活率的影响49
• 4.2.2 铅暴露对细胞自噬相关蛋白LC3-Ⅱ的影响49-50
• 4.2.3 铅暴露对自噬流的影响50-51
• 4.2.4 铅暴露对自噬上游——自噬泡的形成的影响及其分子机制51-52
• 4.2.5 铅暴露对自噬下游自噬溶酶体降解功能的影响52-53
• 4.2.6 铅暴露对溶酶体酸碱性的影响53-54
• 4.2.7 铅暴露对PS1 mRNA水平的影响54-55
• 4.3 讨论55-59
• 参考文献59-68
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果倩况68

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6 樊福成;出生前铅暴露的研究[J];国外医学(卫生学分册);2002年02期

7 雷荣辉;发育期铅暴露影响学习和记忆机制的研究进展[J];中华劳动卫生职业病杂志;2003年01期

8 李兴祥,李永华,王五一,杨林生;铅暴露与健康风险研究之回顾与展望[J];广东微量元素科学;2004年11期

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10 任慧敏,王金达,张学林,王春梅;沈阳市儿童环境铅暴露评价[J];环境科学学报;2005年09期

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1 郝汉舟;陈同斌;吴基良;雷梅;田辉;祖文普;;武汉市儿童多途径铅暴露风险评估[A];科技引领产业、支撑跨越发展——第六届湖北科技论坛论文集萃[C];2011年

2 孔祥英;杨龙;刘力建;;锌对宫内外铅暴露大鼠发育脑的保护作用[A];中国营养学会第八次全国营养学术会议论文摘要汇编[C];2000年

3 刘伟;廖伟棠;杨辉;徐锡金;霍霞;;电子垃圾拆解区铅暴露儿童的行为问题调查[A];广东省环境诱变剂学会、广东省预防医学会卫生毒理专业委员会2010年学术会议资料汇编[C];2010年

4 刘新秦;郑刚;沈学锋;骆文静;陈景元;;补铁对慢性铅暴露导致的听力损伤及血迷路屏障破坏的保护作用[A];中国毒理学会第六届全国毒理学大会论文摘要[C];2013年

5 赵正言;竺智伟;董桂娟;;低水平铅暴露对仔鼠的神经毒理研究[A];新世纪预防医学面临的挑战——中华预防医学会首届学术年会论文摘要集[C];2002年

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7 ;铅暴露对钙的生物利用率及骨骼形成影响的研究[A];中国营养学会营养科研基金项目论文汇编之一[C];2006年

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9 陈景元;;环境铅暴露致脑发育损伤的机制[A];中国毒理学会第六届全国毒理学大会论文摘要[C];2013年

10 任铁玲;胡前胜;傅洪军;董胜璋;;宫内低水平铅暴露对大鼠神经行为发育的影响研究[A];中国毒理学会——第一届全国中青年学者科技论坛论文（摘要）集[C];2004年

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1 本报记者 曹俊;铅暴露威胁儿童健康[N];中国环境报;2013年

2 记者 张巍巍;铅暴露可损害人体认知能力[N];科技日报;2009年

3 中国优生优育协会妇女、儿童钙代谢研究专题委员会研究员韩秀菊;钙可抵抗儿童铅中毒 （中）[N];中国医药报;2002年

4 李敏丽;铅——有害儿童健康[N];农村医药报（汉）;2007年

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1 刘芳丽;生命早期铅暴露在阿尔茨海默病样变进程中的作用及分子机制[D];郑州大学;2014年

2 颜丹;不同途径铅暴露对大鼠海马锥体神经元兴奋性及钠通道的影响[D];中国科学技术大学;2008年

3 王波;低水平环境铅暴露对孕妇及子代早期发育影响的队列研究[D];复旦大学;2008年

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5 曹秀菁;发育期铅暴露对大鼠学习记忆功能的损伤及药物和行为的干预[D];中国科学技术大学;2008年

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9 侯伟健;细胞外信号调节激酶与蛋白激酶C信号转导通路及即早基因表达在铅暴露小鼠记忆功能改变中的作用[D];中国医科大学;2002年

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7 刘新秦;基质金属蛋白酶MMP2/9在铅导致脑屏障系统破坏中的机制研究[D];第四军医大学;2014年

8 沈婷婷;上海市居民市售食品铅的暴露评估[D];复旦大学;2014年

9 杜阳;铅暴露对神经元树突棘形态和自噬的影响及相关机理研究[D];合肥工业大学;2016年

10 王琰;生长发育期铅暴露致氨基酸类神经递质损伤的研究[D];华北理工大学;2016年

  本文关键词：铅暴露对神经元树突棘形态和自噬的影响及相关机理研究，由笔耕文化传播整理发布。

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