紋狀體多巴胺能神經(jīng)元在丙烯酰胺神經(jīng)毒性中的作用.pdf

1、丙烯酰胺(Acrylamide, ACR)是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防上應(yīng)用十分廣泛的一種化工原料。其主要危害為職業(yè)生產(chǎn)性中毒,除職業(yè)接觸外,在環(huán)境中、室內(nèi)空氣、煙草、飲水以及食物包裝材料中都可以檢測(cè)到單體丙烯酰胺的存在,人們甚至可以通過(guò)油炸食物經(jīng)口攝入。研究發(fā)現(xiàn)丙烯酰胺對(duì)人體及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物具有一定的神經(jīng)毒性作用,可引起亞急性、急性及慢性中毒。亞急性、急性中毒以中樞神經(jīng)損害癥狀為主,突出癥狀為小腦共濟(jì)失調(diào),而慢性中毒則以周圍神經(jīng)的損害癥狀為主。由于人

2、群接觸廣泛,因而其造成的危害不容忽視。
　　紋狀體多巴胺能系統(tǒng)神經(jīng)通路是基底神經(jīng)節(jié)環(huán)路中的一個(gè)重要旁路,能通過(guò)影響基底節(jié)的直接和間接環(huán)路的活動(dòng)達(dá)到調(diào)節(jié)基底節(jié)輸出的作用。該系統(tǒng)在感覺(jué)運(yùn)動(dòng)整合、軀體運(yùn)動(dòng)及學(xué)習(xí)記憶方面發(fā)揮著重要的作用。ACR對(duì)人群和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的神經(jīng)損傷所表現(xiàn)出來(lái)的體征,似乎很大一部分與黑質(zhì)紋狀體多巴胺系統(tǒng)的功能紊亂有關(guān)。
　　但截至目前,有關(guān)丙烯酰胺對(duì)紋狀體多巴胺能系統(tǒng)影響的研究報(bào)道較少,機(jī)制仍不十分明確。因此,本

3、研究擬通過(guò)體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)的結(jié)合,從丙烯酰胺對(duì)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺及其代謝產(chǎn)物DOPAC,HVA的影響為切入點(diǎn),探討其神經(jīng)毒性的可能機(jī)制,以期從一個(gè)全新角度闡述ACR的中毒機(jī)制。
　　文章從以下三部分就紋狀體多巴胺能神經(jīng)元在丙烯酰胺神經(jīng)毒性中的作用進(jìn)行了綜述。
　　第一部分丙烯酰胺對(duì)大鼠神經(jīng)行為及不同腦區(qū)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)含量的影響
　　目的:探討丙烯酰胺對(duì)大鼠神經(jīng)行為及不同腦區(qū)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)含量的影響。方法:健康成年雄性S

4、D大鼠28只,體重(220±20) g,由華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供,合格證號(hào):SCXK(鄂)2004-0007號(hào)。大鼠在12 h:12 h明暗循環(huán)的動(dòng)物房?jī)?nèi),自由飲水、進(jìn)食,檢疫觀察7天后用于實(shí)驗(yàn)。將大鼠按體重隨機(jī)分為4組,即對(duì)照組、低劑量(20 mg/kg)組、中劑量(30 mg/kg)組、高劑量(40 mg/kg)組,每組7只,均單籠飼養(yǎng)。每天上午8:00,ACR各劑量組按照對(duì)應(yīng)的染毒劑量進(jìn)行灌胃染毒,對(duì)照組灌胃等容量

5、的生理鹽水,每周連續(xù)染毒5天間隔2天,合計(jì)20天,并于第0,6,13,20天稱量體重并進(jìn)行步態(tài)評(píng)分。末次給藥后24小時(shí),斷頭處死大鼠,于冰盤(pán)上迅速分離紋狀體、大腦皮層及小腦,預(yù)冷PBS緩沖液洗凈,并用干凈濾紙吸干置于﹣80℃冰箱中保存?zhèn)溆?。高效液相色譜熒光檢測(cè)法分別檢測(cè)大鼠紋狀體、大腦皮層及小腦中單胺類神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺(DA)、3,4-二羥苯乙酸(DOPAC)、高香草酸(HVA)以及5-羥色胺(5-HT)的含量。結(jié)果:(1)與對(duì)照組相比,

6、20 mg/kg組大鼠在整個(gè)染毒期內(nèi)雖然體重增長(zhǎng)始終低于對(duì)照組,但差異無(wú)顯著性;30 mg/kg組大鼠平均體重于第13 d、第20 d分別下降7.5％( P<0.05)、11.4％( P<0.05);40 mg/kg組大鼠平均體重于第13 d、第20 d分別下降10.5％( P<0.01)、17.8％( P<0.01)。與20 mg/kg組相比,40 mg/kg組大鼠平均體重于第20 d下降了10.5％( P<0.05)。(2)染毒結(jié)束

7、時(shí),與對(duì)照組比較,20 mg/kg組步態(tài)評(píng)分升高了71％( P<0.01);30 mg/kg組步態(tài)評(píng)分升高了164％( P<0.01);40 mg/kg組步態(tài)評(píng)分升高了271％( P<0.01)。(3)與對(duì)照組相比,30 mg/kg組紋狀體內(nèi)DA含量約升高24.0％( P<0.05),DOPAC含量約減低33.8％( P<0.01);40 mg/kg劑量組紋狀體內(nèi)DA含量約升高69.8％( P<0.01),DOPAC含量約減低46.0％

8、( P<0.01)。(4)大腦皮層及小腦內(nèi)各遞質(zhì)均無(wú)明顯改變。
　　結(jié)論:ACR亞急性染毒能導(dǎo)致大鼠體重下降,步態(tài)評(píng)分增高,神經(jīng)毒性作用較明顯,其對(duì)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的改變有一定的腦區(qū)特異性,主要作用部位為紋狀體,紋狀體DA系統(tǒng)功能紊亂可能參與了ACR的神經(jīng)毒性作用。
　　第二部分丙烯酰胺對(duì)大鼠紋狀體酪氨酸羥化酶及單胺氧化酶的影響
　　目的:探討丙烯酰胺對(duì)大鼠紋狀體酪氨酸羥化酶(TH)以及單胺氧化酶(MAO)的影響。

9、>　　方法:動(dòng)物分組及處理同第一部分。紫外分光光度法檢測(cè)紋狀體內(nèi)MAO活性,實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)檢測(cè)紋狀體內(nèi)MAO的mRNA水平;免疫組織化學(xué)法以及實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)分別檢測(cè)紋狀體內(nèi)TH的蛋白及mRNA水平。
　　結(jié)果:(1)與對(duì)照組相比,40 mg/kg劑量組紋狀體內(nèi)TH mRNA表達(dá)約升高42％( P<0.05),MAO-A mRNA表達(dá)約降低35％( P<0.05),MAO-B mRNA表達(dá)約降低58％( P<0.01

10、),差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。(2)與對(duì)照組相比,ACR各劑量組TH蛋白表達(dá)變化不明顯,差異無(wú)顯著性( P>0.05)。(3)與對(duì)照組比較,20 mg/kg劑量組、30 mg/kg劑量組、40 mg/kg劑量組的MAO活力分別上升了11％、12％、34％,但均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異( P>0.05)。
　　結(jié)論:ACR可導(dǎo)致紋狀體DA能系統(tǒng)中TH mRNA表達(dá)升高,MAO-A及MAO-B的mRNA表達(dá)降低。
　　第三部分丙烯酰胺對(duì)PC12細(xì)

11、胞內(nèi)多巴胺含量和釋放的影響目的:丙烯酰胺對(duì)PC12細(xì)胞多巴胺含量的影響。
　　方法:取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的PC12細(xì)胞,分為對(duì)照組,5 mmol/L,2.5 mmol/L,0.6 mmol/L,0.3 mmol/L,0.1 mmol/L ACR染毒組,染毒24 h。FL-HPLC分別檢測(cè)PC12的DA基礎(chǔ)釋放量、DA激發(fā)釋放量以及細(xì)胞內(nèi)DA含量。
　　結(jié)果:(1)與對(duì)照組比較,各劑量染毒組PC12細(xì)胞DA基礎(chǔ)釋放量均低于對(duì)照組,但均

12、無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異( P>0.05);(2)與對(duì)照組比較,各劑量染毒組PC12細(xì)胞DA激發(fā)釋放量均低于對(duì)照組,但均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異( P>0.05);(3)與對(duì)照組比較,0.3 mmol/L組細(xì)胞內(nèi)DA含量約下降了16.9％( P<0.05);0.6 mmol/L組細(xì)胞內(nèi)DA含量約下降了21.6％( P<0.01);2.5 mmol/L組細(xì)胞內(nèi)DA含量約下降了28.4％(P<0.01);5 mmol/L組細(xì)胞內(nèi)DA含量約下降了47.6％( P<0

13、.01)。各組間劑量-效應(yīng)關(guān)系明顯。(4)與對(duì)照組比較,各劑量組DA釋放分?jǐn)?shù)變化不明顯( P>0.05)。
　　結(jié)論:ACR導(dǎo)致PC12細(xì)胞內(nèi)DA含量降低,劑量-效應(yīng)關(guān)系明顯。
　　綜上所述,ACR亞急性染毒能導(dǎo)致大鼠體重下降,步態(tài)評(píng)分增高,神經(jīng)毒性作用較明顯,其對(duì)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的改變有一定的腦區(qū)特異性,主要作用部位為紋狀體,能造成紋狀體內(nèi)DA含量明顯升高,DOPAC含量明顯降低,劑量-效應(yīng)關(guān)系明顯。并且可能與TH mRNA