納米氧化鋁致小鼠神經(jīng)發(fā)育毒性及其機(jī)制初探.pdf

1、目的：
　　通過(guò)納米氧化鋁孕期暴露探討對(duì)子代小鼠神經(jīng)發(fā)育的影響以及納米氧化鋁致子代小鼠神經(jīng)行為學(xué)損傷的可能機(jī)制。
　　方法：
　　取雌性ICR種系兩月齡小鼠40只，同時(shí)雄性ICR種系兩月齡小鼠40只，體重均在25-30g之間，所有雌鼠按體重隨機(jī)分為4組，溶劑對(duì)照組（生理鹽水）、10μm粒徑氧化鋁組（50mg/ml）、50nm粒徑氧化鋁組（50mg/ml）、13nm粒徑氧化鋁組（50mg/ml）。每組10只。在交配前10

2、d開(kāi)始給予雌鼠3次/d鼻腔滴注方式染毒，劑量為50mg/kg體重。雌鼠與雄鼠1:1合籠過(guò)夜，次日查到陰栓后將雄鼠取出，雌鼠繼續(xù)染毒至仔鼠出生。
　　Ⅰ.每組隨機(jī)抽取5只母鼠所生仔鼠進(jìn)行生理學(xué)指標(biāo)：出生天數(shù)（postnatal day， PND）體重（出生后1、4、7、14、28天體重）、張耳（出生后第1天開(kāi)始記錄）、出牙（出生后第9天開(kāi)始記錄）、開(kāi)眼（出生后第10天開(kāi)始記錄）；反射和感覺(jué)功能試驗(yàn)：平面翻正反射（出生后第4天和第7天

3、各做一次）、懸崖回避反射（出生后第4天和第7天各做一次）；耐力實(shí)驗(yàn)：前肢懸掛試驗(yàn)（出生后第12天和第14天各做一次）；曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn)：在仔鼠出生后29天開(kāi)始測(cè)試，總實(shí)驗(yàn)時(shí)間為一天；Morris水迷宮：定位導(dǎo)航試驗(yàn)（仔鼠出生后30天開(kāi)始為期5天，每天4次，每次1分鐘）空間探索實(shí)驗(yàn)（定位導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)結(jié)束后開(kāi)始，實(shí)驗(yàn)時(shí)間為每只小鼠30秒）等方法檢測(cè)仔鼠的神經(jīng)發(fā)育情況。
　?、?另外每組剩余5只母鼠所生仔鼠在出生后一天觀察一般情況并稱取體重后處死仔

4、鼠，取腦皮質(zhì)組織用石墨爐原子吸收光譜法檢測(cè)各組仔鼠腦鋁含量情況，并用試劑盒進(jìn)行氧化應(yīng)激水平（丙二醛、超氧化物歧化酶）檢測(cè)和腦組織膽堿能神經(jīng)遞質(zhì)（乙酰膽堿轉(zhuǎn)移酶、乙酰膽堿酯酶）檢測(cè)，初步探索納米氧化鋁致仔鼠神經(jīng)發(fā)育毒性的可能機(jī)制。
　　結(jié)果：
　?、?各組仔鼠神經(jīng)行為學(xué)檢測(cè)結(jié)果顯示：仔鼠出生后體重與溶劑對(duì)照組相比各染毒組仔鼠體重有不同程度的降低（P<0.01）；與溶劑對(duì)照組相比，13nm粒徑氧化鋁組和50nm粒徑氧化鋁組張耳、

5、出牙以及開(kāi)眼時(shí)間延遲而且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F張耳=11.708；F出牙=32.635；F開(kāi)眼=15.143； P<0.01）；PND4平面翻正指標(biāo)13nm粒徑氧化鋁組相對(duì)于溶劑對(duì)照組達(dá)標(biāo)率下降有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但是各組PND7的平面翻正指標(biāo)在統(tǒng)計(jì)上均無(wú)明顯差異（4dχ2=2.856, P<0.05,7dχ2=1.644, P>0.05）。懸崖回避實(shí)驗(yàn)達(dá)標(biāo)率之間有明顯差異（4dχ2=4.397,7dχ2=6.12, P<0.05，P<0.01

6、），與溶劑對(duì)照組相比，其余各組懸崖回避達(dá)標(biāo)率有不同程度的降低。
　　相對(duì)于溶劑對(duì)照組，50nm粒徑氧化鋁組、13nm粒徑氧化鋁組仔鼠前置懸掛時(shí)間減少，而且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F12=6.513, F14=4.814, P<0.01）。
　　在定位導(dǎo)航試驗(yàn)中，前3天各組逃避潛伏期相互之間比較沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，第4天其他各組較溶劑對(duì)照組相比找到平臺(tái)的平均時(shí)間均增加，第5天時(shí)13nm粒徑氧化鋁組與50nm粒徑氧化鋁組相對(duì)于其他兩組逃避

7、潛伏期的增加有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。空間探索實(shí)驗(yàn)在目標(biāo)區(qū)域停留的時(shí)間沒(méi)有明顯的差異(F=0.860, P=0.497)。然而穿越平臺(tái)的次數(shù)方面與溶劑對(duì)照組相比較其他組穿越次數(shù)減少，且有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（ F=12.135, P<0.01）。
　　曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中央格停留時(shí)間差異沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=0.375, P=0.945)；但與溶劑對(duì)照組相比13nm粒徑氧化鋁組的中央格活動(dòng)路程增加（F=1.730, P<0.01），在直立次數(shù)和修飾次數(shù)兩個(gè)指標(biāo)與溶

8、劑對(duì)照組相比其他各組結(jié)果都有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義而且存在粒徑效應(yīng)（F=3.510, P<0.01. F=2.172, P<0.01）。
　?、?各組仔鼠腦鋁含量結(jié)果顯示：其他各組雌鼠的體重與溶劑對(duì)照組相比，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）；仔鼠出生第一天體重13nm粒徑氧化鋁組和50nm粒徑氧化鋁組與溶劑對(duì)照組以及10μm粒徑氧化鋁組相比較有顯著差異（F=27.359，P<0.01）；但13nm粒徑氧化鋁組和50nm粒徑氧化鋁組相比沒(méi)有統(tǒng)

9、計(jì)學(xué)差異；各組仔鼠腦鋁含量與溶劑對(duì)照組相比，13nm粒徑氧化鋁組、50nm氧化鋁組以及10μm粒徑氧化鋁組仔鼠腦鋁含量都有顯著性升高，而且具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=103.571，P<0.01）；與10μm粒徑氧化鋁組相比，50nm粒徑氧化鋁組、13nm粒徑氧化鋁組仔鼠腦鋁含量顯著增高，且有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；與50nm粒徑氧化鋁組相比，13nm粒徑氧化鋁組仔鼠腦鋁含量顯著增高，且有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　Ⅲ.各組仔鼠神經(jīng)發(fā)育毒性機(jī)制結(jié)果顯示：氧化應(yīng)

10、激檢測(cè)仔鼠腦組織受自由基攻擊程度顯示13nm粒徑氧化鋁組和50nm粒徑氧化鋁組與溶劑對(duì)照組以及10μm粒徑氧化鋁組相比較有顯著差異（F=7.839，P<0.05），但13nm粒徑氧化鋁組和50nm粒徑氧化鋁組相比沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；仔鼠腦組織清除自由基的能力指標(biāo)顯示13nm粒徑氧化鋁組與50nm粒徑氧化鋁組、溶劑對(duì)照組以及10μm粒徑氧化鋁組相比較都有顯著差異（F=9.733，P<0.05），但10um粒徑氧化鋁組和50nm粒徑氧化鋁組相比

11、沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；各組仔鼠膽堿能神經(jīng)遞質(zhì)結(jié)果顯示ChAT活力13nm粒徑氧化鋁組和與溶劑對(duì)照組、10μm粒徑氧化鋁組以及50nm粒徑氧化鋁組相比較有顯著差異（F=134.266，P<0.01），但10μm粒徑氧化鋁組和50nm粒徑氧化鋁組相比沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；TChE活力顯示13nm粒徑氧化鋁組、50nm粒徑氧化鋁組與溶劑對(duì)照組、10μm粒徑氧化鋁組相比較都有顯著差異（F=19.520，P<0.01），但10μm粒徑氧化鋁組和溶劑對(duì)照組相比

12、沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
　　結(jié)論：
　　納米氧化鋁孕期暴露可影響仔鼠正常的體格發(fā)育，特別是神經(jīng)發(fā)育，對(duì)仔鼠的學(xué)習(xí)記憶能力以及其對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力方面都有一定的毒性作用，而且這種毒性作用隨著納米氧化鋁粒徑的減小其對(duì)仔鼠的毒作用增大；納米氧化鋁孕期母鼠暴露后可以進(jìn)入仔鼠腦內(nèi)，而且隨著納米氧化鋁粒徑的減小其在仔鼠腦內(nèi)的聚集增多；納米氧化鋁孕期暴露引起仔鼠神經(jīng)發(fā)育毒性的機(jī)制可能與納米氧化鋁引起仔鼠腦組織氧化/抗氧化失衡以及引起仔鼠腦膽堿能神