砷暴露對小鼠海馬星形膠質(zhì)細胞GFAP和S-100β表達及神經(jīng)元尼氏小體的影響.pdf

1、前言
　　 砷對機體的多個器官和系統(tǒng)具有毒性作用。新近的國內(nèi)外流行病學(xué)調(diào)查顯示,環(huán)境砷暴露可影響兒童的智力發(fā)育。海馬被認(rèn)為是學(xué)習(xí)記憶的重要部位,參與學(xué)習(xí)認(rèn)知功能。海馬主要由膠質(zhì)細胞和神經(jīng)元構(gòu)成,星形膠質(zhì)細胞(Astrocyte,AS)是膠質(zhì)細胞的主要組成部分,約占其總數(shù)的70％。膠質(zhì)纖維酸性蛋白(glial fibrillaryacidic protein,GFAP)僅存在于AS中,是公認(rèn)的AS特征性標(biāo)記物。S-100β蛋白也是

2、AS的特異性標(biāo)記物,是AS激活的標(biāo)志。尼氏小體是細胞質(zhì)內(nèi)一種嗜堿性物質(zhì),主要功能是合成蛋白質(zhì),其與神經(jīng)元的功能關(guān)系密切,可作為神經(jīng)元機能狀態(tài)的標(biāo)志。
　　 本研究中以GFAP和S-100β作為AS功能的檢測指標(biāo),以尼氏小體染色作為神經(jīng)元功能改變的檢測指標(biāo),分別探討砷暴露對小鼠海馬AS和神經(jīng)元的影響,以期為砷智力損傷機制的研究提供實驗參考依據(jù)。
　　 研究對象及方法
　　 將56只昆明種小鼠,雌雄各半,隨機分為對照

3、組及低(25mg/L)、中(50mg/L)和高(100mg/L)染砷組。以自由飲水方式飲含砷水,對照組小鼠飲蒸餾水。染毒42天后,每組選取8只小鼠,雌雄各半,取血與大腦組織,通過氫化物發(fā)生.冷原子捕獲-原子吸收分光光度法測定各砷形態(tài)含量。其余小鼠經(jīng)心臟灌流固定后,取腦組織,常規(guī)脫水、石蠟包埋與切片后,進行GFAP和S-100β免疫組化染色及甲苯胺藍染色。
　　 結(jié) 果
　　 一、各組小鼠血和腦組織中砷形態(tài)的分布
　

4、　 各染砷組小鼠血中無機砷(iAs)、一甲基砷(MMA)、二甲基砷(DMA)及總砷(TAs)含量隨砷暴露劑量的增加而升高,與對照組比較均有統(tǒng)計學(xué)意義。各染砷組小鼠腦組織中iAs、MMA、DMA及TAs含量也隨砷暴露劑量的增加而升高。除低劑量組的MMA含量外,各染砷組小鼠腦組織中各砷形態(tài)含量與對照組比較均有統(tǒng)計學(xué)意義。
　　 二、砷暴露對小鼠海馬不同分區(qū)GFAP表達的影響
　　 雄鼠海馬CA1和DG區(qū)中GFAP的積分光密

5、度(IOD)值隨染砷劑量的增加先升高而后下降,但中劑量組的IOD值最高,并顯著高于對照組；而在海馬CA3區(qū),IOD值隨染砷劑量的增加不斷增高,高劑量組的:IOD值最高,并顯著高于對照組。雌鼠海馬CA1、CA3和DG區(qū)的GFAP的IOD值隨染砷劑量的增加均先升高而后下降；在海馬CA1和DG區(qū),低劑量組的IOD值最高,并顯著高于對照組,而高劑量組的IOD值則顯著低于對照組；但在海馬CA3區(qū),低或中劑量組的IOD值均顯著高于對照組,以中劑量組

6、的IOD值最高,而高劑量組則顯著低于對照組。
　　 三、砷暴露對小鼠海馬不同分區(qū)S-100β表達的影響
　　 雄鼠海馬CA1和DG區(qū)中S-100β的:IOD值隨著染砷劑量的增加呈現(xiàn)先增加而后下降趨勢,CA1區(qū)中低劑量組的S-100β的IOD值最高,中、高劑量組的S-100β的IOD值逐漸下降,并顯著低于對照組；DG區(qū)低、中劑量組的S-100β的IOD值均顯著高于對照組,以中劑量組的IOD值最高；CA3區(qū)中S-100β的I

7、OD值隨著染砷劑量的增加持續(xù)升高,高劑量組S-100β的IOD值最高,并顯著高于對照組。雌鼠海馬CA1區(qū)、CA3區(qū)和DG區(qū)中S-100β的IOD值隨著染砷劑量的增加均呈現(xiàn)逐漸下降趨勢,低、中或高劑量組S-100β的IOD值均顯著低于對照組,高劑量組的IOD值最低。
　　 四、砷暴露對小鼠海馬不同分區(qū)神經(jīng)元功能的影響
　　 小鼠海馬CA1和DG區(qū)中,尼氏小體染色的IOD值隨染砷劑量的增加呈現(xiàn)先升高而后下降的趨勢,中劑量組尼

8、氏小體染色的IOD值最高,并與對照組比較有顯著性差異,而高劑量組尼氏小體染色的IOD值下降,并顯著低于對照組；CA3區(qū)中尼氏小體染色的IOD值隨著染砷劑量的增加呈不斷升高趨勢,高劑量組尼氏小體染色的IOD值最高,并顯著高于對照組。
　　 結(jié)論
　　 1、25mg/L及50mg/L的飲水砷暴露可引起小鼠海馬AS的活化,而100mg/L的飲水砷暴露會損傷海馬各分區(qū)中AS；
　　 2、雌鼠海馬各分區(qū)中AS對砷作用比雄鼠