雙酚A對雄激素調(diào)節(jié)小鼠焦慮和抑郁行為的影響.pdf

1、雙酚A(Bisphenol A，BPA)作為一種最具有代表性的酚類環(huán)境內(nèi)分泌干擾物，廣泛用于生產(chǎn)碳酸聚酯、環(huán)氧樹脂、殺真菌劑、抗氧化劑和食品包裝材料等。BPA具有弱雌激素、抗雌激素和抗雄激素活性，可以通過食品、飲料、皮膚接觸等途徑進(jìn)入人體，影響成年腦的突觸可塑性和多種神經(jīng)行為。前期研究發(fā)現(xiàn)長期BPA暴露能夠性別特異性地影響成年小鼠焦慮和抑郁行為，主要為對雄鼠的影響，表現(xiàn)促進(jìn)其焦慮和抑郁狀態(tài)，對雌鼠的影響較小。由于雄激素參與調(diào)控成年動物的

2、情緒，推測BPA對雄性焦慮抑郁行為的影響可能涉及雄激素相關(guān)機(jī)制。
　　雄激素主要依賴腦內(nèi)雄激素受體(Androgen Receptor，AR)調(diào)節(jié)雄性動物的情緒及情感反應(yīng)。新生雄鼠注射雄激素受體(AR)拮抗劑氟他胺后，在青春前期的強(qiáng)迫游泳和蔗糖偏好實(shí)驗中均表現(xiàn)出明顯的抑郁情緒。研究發(fā)現(xiàn)人類焦慮抑郁等情緒疾病與一些腦區(qū)特別是海馬、杏仁核的結(jié)構(gòu)和功能異常密切相關(guān)。中樞神經(jīng)系統(tǒng)(central nervous system，CNS)內(nèi)廣

3、泛分布的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)γ-氨基丁酸(γ-amino-butylic acid，GABA)參與情緒、精神分裂以及藥物成癮等病癥，其中GABA(A)亞型受體(GABAA-2αR)在海馬和杏仁核腦區(qū)高度表達(dá)，與焦慮和抑郁密切相關(guān)。GABAA-2αR基因敲除的雄性小鼠在強(qiáng)迫游泳和懸尾實(shí)驗中更容易表現(xiàn)出抑郁樣狀態(tài)。
　　MAPK/ERKs信號通路既是睪酮和雌二醇發(fā)揮其非基因組效應(yīng)的主要途徑，也是參與學(xué)習(xí)記憶和情緒反應(yīng)的主要信號通路。雙氫睪酮

4、(Dihydrotestosterone，DHT)或睪酮(Testosterone，T)可經(jīng)MAPK/ERKs信號通路促進(jìn)海馬CA3區(qū)神經(jīng)元樹突棘密度，而經(jīng)典AR抑制劑可以阻斷這一過程。睪酮及其代謝產(chǎn)物也可激活與情緒及情感相關(guān)腦區(qū)ERK1/2通路，從而影響情感障礙的發(fā)生及治療。
　　本研究先建立去勢雄鼠模型，分析BPA影響雄性動物焦慮和抑郁樣行為是否與其抗雄作用有關(guān)。再進(jìn)一步探討B(tài)PA影響雄激素調(diào)節(jié)雄鼠焦慮抑郁行為的可能機(jī)制。我們

5、設(shè)想BPA通過影響AR、GABAA-2αR的表達(dá)進(jìn)而干擾內(nèi)源性雄激素對焦慮抑郁行為的影響，ERK1/2信號通路也可能參與了這一過程的調(diào)節(jié)。
　　目的:
　　建立去勢動物模型，通過對成年雄鼠長期BPA染毒，觀察BPA暴露對睪丸摘除和摘除后丙酸睪酮(Testosterone Propionate，TP)補(bǔ)充的成年雄性小鼠自發(fā)活動、焦慮、抑郁等行為的影響;BPA暴露對睪丸摘除和TP補(bǔ)充的成年雄性小鼠血清和腦內(nèi)睪酮含量變化的影響;B

6、PA暴露對海馬和杏仁核腦區(qū)AR、GABAA-2αR及ERK1/2磷酸化水平(p-ERK1/2)的影響。
　　方法:
　　清潔級8周齡ICR雄性小鼠適應(yīng)環(huán)境1W后，進(jìn)行假手術(shù)和去勢手術(shù)。待術(shù)后恢復(fù)2W，將其分組給予藥物處理。假手術(shù)組為Sham、Sham+BPA0.4mg/kg/d、Sham+BPA4 mg/kg/d;去勢組為GDX、GDX+BPA0.4 mg/kg/d、GDX+BPA4 mg/kg/d、GDX+TP(TP為0.

7、5 mg/kg/d)、GDX+TP+BPA0.4 mg/kg/d)、GDX+TP+BPA4 mg/kg/d。頸背部皮下注射給藥45d后進(jìn)行相關(guān)行為測試。應(yīng)用曠場、高架十字迷宮、強(qiáng)迫游泳模型觀察BPA暴露對各組小鼠自發(fā)活動、焦慮、抑郁等行為的影響。選未進(jìn)行行為檢測的小鼠，一部分運(yùn)用放射免疫法檢測其血清和腦內(nèi)睪酮含量;另一部分取其雙側(cè)海馬和杏仁核，運(yùn)用Western blot檢測這兩個腦區(qū)內(nèi)AR、GABAA-2αR、ERK1/2及其磷酸化蛋

8、白表達(dá)。
　　結(jié)果:
　　1.與假手術(shù)對照組相比，去勢后小鼠的血清和腦內(nèi)睪酮水平均明顯降低(均p＜0.001);但是去勢小鼠在外源TP補(bǔ)充之后睪酮含量明顯升高(均p＜0.001)。0.4及4 mg/kg/day BPA顯著降低假手術(shù)小鼠的血清和腦內(nèi)睪酮水平(0.4mg/kg/day:p＜0.05;4mg/kg/day:p＜0.01)，但對去勢小鼠睪酮含量影響不大;然而，BPA(0.4mg/kg/day)與TP共處理部分消除了

9、TP對去勢小鼠血清和腦內(nèi)睪酮含量升高作用(均p＜0.05)。
　　2.行為檢測結(jié)果:
　　1)曠場行為發(fā)現(xiàn)，與假手術(shù)對照組相比，去勢并沒有改變小鼠在曠場行為中的5min跑動格數(shù)、理毛次數(shù)、站立次數(shù)和中央?yún)^(qū)停留時間百分比;此外，BPA暴露和TP外源補(bǔ)充也沒有明顯改變小鼠的上述行為指標(biāo)。以上結(jié)果表明去勢或長期BPA暴露都不影響小鼠的自發(fā)活動性和在新環(huán)境中的探究能力。
　　2)高架十字迷宮實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，與假手術(shù)對照組相比，去勢小

10、鼠在高架十字迷宮內(nèi)的探頭次數(shù)和開放臂停留時間百分比顯著減少(p＜0.001;p＜0.05)，該作用可被外源TP補(bǔ)充逆轉(zhuǎn)(p＜0.001;p＜0.01)，表明雄激素的缺乏是導(dǎo)致焦慮行為出現(xiàn)的主要原因。BPA在0.4和4mg/kg/d這兩個劑量暴露均能顯著縮短正常小鼠在開放臂的停留時間百分比(p＜0.01;p＜0.001)。BPA(4mg/kg/d)單獨(dú)給藥僅減少了去勢小鼠的總進(jìn)入次數(shù)(p＜0.001）;但當(dāng)BPA與TP共處理后，與TP補(bǔ)充

11、的去勢組相比，去勢小鼠的開放臂時間百分比、探頭次數(shù)及總進(jìn)入次數(shù)均顯著減少(p＜0.01;p＜0.01;p＜0.01)。綜上結(jié)果提示BPA可以通過抑制雄激素對雄鼠的抗焦慮作用。
　　3)強(qiáng)迫游泳實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，去勢后小鼠在強(qiáng)迫游泳時的靜止不動時間顯著延長(p＜0.001)，該作用可以由TP補(bǔ)充得到一定的緩解(p＜0.05）。BPA并不改變?nèi)菪∈蟮撵o止不動時間，但增加了假手術(shù)組(0.4mg/kg/d，p＜0.01;4mg/kg/d，p＜0

12、.001)和TP補(bǔ)充組(0.4mg/kg/d，p＜0.05)小鼠在強(qiáng)迫游泳的靜止不動時間，提示BPA能夠抑制雄激素的抗抑郁作用。
　　3.Western blot實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，與假手術(shù)對照組相比，去勢顯著下調(diào)小鼠海馬腦區(qū)AR和GABA(A)a2R蛋白表達(dá)(p＜0.05;p＜0.001)，這一作用在TP補(bǔ)充后均得到了逆轉(zhuǎn)。BPA長期暴露能夠顯著下調(diào)假手術(shù)組和TP補(bǔ)充組小鼠的海馬AR(4mg/kg/day，p＜0.05)和GABAA-2α

13、R(0.4 mg/kg/day，p＜0.01;4 mg/kg/day，p＜0.05)蛋白表達(dá)，但不影響去勢組小鼠相關(guān)蛋白的表達(dá)。同時，4 mg/kg/d BPA也減少了假手術(shù)組和TP補(bǔ)充組小鼠海馬p-ERK1/2(p＜0.05; p＜0.01)，但各組ERK1/2總蛋白表達(dá)均無顯著差異。與海馬腦區(qū)相似，我們發(fā)現(xiàn)BPA暴露后小鼠杏仁核腦區(qū)內(nèi)相關(guān)蛋白的表達(dá)情況亦是如此。
　　結(jié)論:BPA能性別特異性地影響雄性小鼠焦慮抑郁行為與其對雄激