氟砷联合染毒对仔鼠海马和大脑皮质PI3K-mTOR信号分子表达的影响

发布时间：2017-07-26 11:26

  本文关键词：氟砷联合染毒对仔鼠海马和大脑皮质PI3K-mTOR信号分子表达的影响

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【摘要】：目的观察生命早期氟、砷暴露对仔鼠生长发育、神经反射、空间学习记忆能力以及神经元超微结构及突触超微结构的变化,探究氟、砷暴露对PI3K-mTOR信号转导通路在海马组织和大脑皮质表达的影响。方法将80只SPF级SD大鼠雌雄1:1合笼,观察到阴栓时为雌鼠受孕日,将孕鼠随机分为4组,分别为对照(自来水)组、氟(100 mg/L NaF)染毒组、砷(75mg/L NaAsO2)染毒组和联合(100 mg/L NaF+75 mg/L NaAsO2)染毒组,每组10只。从妊娠第0天至仔鼠出生后21 d(postnatal day 21,PND21),孕鼠经自由饮水方式进行染毒,断乳(PND21)后仔鼠饮用与母鼠相同浓度的染毒溶液继续染毒至PND42。观察仔鼠生长发育情况,检测其神经行为反射指标,采用Morris水迷宫检测PND21和PND42仔鼠的空间学习记忆能力,检测仔鼠脑组织中氟、砷含量,观察仔鼠海马神经元超微结构以及突触超微结构的变化,检测海马神经细胞凋亡率,采用Western blot方法检测海马和大脑皮质组织中mTOR及其磷酸化(pmTOR)、PI3K、AKT及其磷酸化(p-AKT)蛋白的表达水平。结果1与对照组相比PND7-PND35时,氟染毒组和砷染毒组以及PND7-PND42时,联合染毒组仔鼠体重均降低(P0.05);PND5时砷染毒组以及PND5、PND7和PND10时,氟砷联合染毒组仔鼠平面翻正反射阳性率较低;在PND5和PND6时,氟染毒组以及在PND6时,砷染毒组仔鼠负趋地性阳性率降低,在PND5-PND7时氟砷联合染毒组仔鼠负趋地性阳性率较低(P0.0083)。2随着训练天数的增加,四组仔鼠逃避潜伏期时间均缩短(P0.05);与对照组相比,训练第1天时,仅砷染毒组PND21仔鼠的逃避潜伏期较长(P0.05);训练第11天时,仅联合染毒组PND21仔鼠的逃避潜伏期长于氟染毒组(P0.05)。训练第4天及第11天时联合染毒组PND21仔鼠首次到达平台时间均较长;训练第4天时砷染毒组PND21仔鼠的目标象限停留时间较短,联合染毒组PND21仔鼠的穿台次数较少(P0.05)。砷染毒组和联合染毒组PND42仔鼠在训练第1天和第11天的逃避潜伏期时间均长于与对照组和氟染毒组;且联合染毒组PND42仔鼠在训练第2天的逃避潜伏期长于对照组和砷染毒组(P0.05)。训练第4天时,联合染毒组PND42仔鼠的首次到达平台时间长于对照组和氟、砷染毒组;联合染毒组和氟、砷染毒组PND42仔鼠的目标象限停留时间、穿台次数均少于对照组;训练第11天时,联合染毒组和砷染毒组PND42仔鼠的首次到达平台时间均长于对照组和氟染毒组;联合染毒组和氟、砷染毒组PND42仔鼠的目标象限停留时间均短于对照组(P0.05)。3透射电镜观察,染毒组仔鼠海马神经元胞体皱缩,细胞器肿胀空化,突触小泡有所减少,突触前后膜有融合现象;与对照组相比,PND21和PND42染毒组仔鼠海马神经元细胞凋亡率均升高,氟砷联合染毒组仔鼠海马神经元细胞凋亡率分别高于氟、砷单独染毒组(P0.05)。4与对照组相比,PND21时,染毒组仔鼠海马组织和大脑皮质中mTOR和p-mTOR蛋白表达水平均降低;PND42时,砷染毒组和氟砷联合染毒组仔鼠海马组织中mTOR和p-mTOR蛋白表达水平均降低,大脑皮质中各染毒组仅p-mTOR蛋白表达水平低于对照组;氟、砷染毒组以及氟砷联合染毒组仔鼠海马和大脑皮质组织中PI3K和p-AKT蛋白的表达水平均降低,氟砷联合染毒组仔鼠海马和大脑皮质组织中AKT蛋白的表达水平也均降低(P0.05);与氟染毒组相比,PND21时联合染毒组及PND42时砷染毒组和联合染毒组仔鼠海马组织中AKT蛋白的表达水平均较低(P0.05)。结论1生命早期氟、砷及其联合染毒能使仔鼠的生长发育、空间学习记忆能力受到损伤。2氟、砷及其联合染毒能损害仔鼠海马神经元细胞形态以及突触结构。3氟、砷及其联合染毒能导致仔鼠海马神经元细胞凋亡率升高。4氟、砷及其联合染毒能够下调仔鼠海马组织和大脑皮质中mTOR及其磷酸化、PI3K、p-AKT蛋白表达水平。5在本次研究中,氟砷联合暴露对仔鼠体重增长、PND42仔鼠空间学习记忆能力、海马神经元细胞凋亡的损害作用较氟、砷单独暴露更为显著。
【关键词】：氟 砷 磷脂酰肌醇激酶 苏氨酸激酶 哺乳动物雷帕霉素靶蛋白
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R114
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 引言11-13
• 第1章 实验研究13-42
• 1.1 材料与方法13-20
• 1.1.1 实验材料13-16
• 1.1.2 实验方法16-20
• 1.2 结果20-31
• 1.2.1 仔鼠的一般状况20-21
• 1.2.2 氟砷染毒对仔鼠体重的影响21
• 1.2.3 氟砷染毒对仔鼠神经行为的影响21-22
• 1.2.4 氟、砷暴露对仔鼠空间学习记忆能力的影响22-25
• 1.2.5 仔鼠脑组织系数结果25
• 1.2.6 电镜观察海马组织神经元细胞及突触超微结构变化25-26
• 1.2.7 仔鼠海马组织神经元细胞凋亡情况26-28
• 1.2.8 氟、砷染毒对仔鼠海马组织和大脑皮质m TOR及其磷酸化、PI3K、AKT及其磷酸化蛋白表达的影响28-31
• 1.3 讨论31-37
• 1.3.1 氟、砷染毒对仔鼠的生长发育以及神经行为反射的影响32-33
• 1.3.2 氟、砷染毒对仔鼠空间学习记忆能力的影响33-34
• 1.3.3 氟、砷染毒对脑组织系数及海马神经元和突触超微结构的影响34-35
• 1.3.4 氟、砷染毒通过仔鼠PI3K-m TOR信号通路影响学习记忆的分析251.4 结论35-37
• 1.4 结论37
• 参考文献37-42
• 第2章 综述 PI3K-m TOR通路与认知能力和学习记忆关系的研究进展42-53
• 2.1 学习记忆的形成机制42-44
• 2.2 PI3K-m TOR信号转导通路概述44-46
• 2.3 PI3K-m TOR通路与学习记忆46-48
• 参考文献48-53
• 结论53-54
• 致谢54-55
• 导师简介55-56
• 作者简介56-57
• 学位论文数据集57

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1 朱玉鹏;氟砷联合染毒对仔鼠海马和大脑皮质PI3K-mTOR信号分子表达的影响[D];华北理工大学;2016年

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本文编号：576164