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青春期至成年早期双酚A暴露对小鼠行为的影响及其分子机制

作 者: 田栋
导 师: 徐晓虹
学 校: 浙江师范大学
专 业: 动物学
关键词: 双酚A 行为 突触界面修饰 PSD-95 NMDA受体
分类号: R965
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要


双酚A(bisphenol A, BPA)是酚类化合物中具代表性的一类环境雌激素污染物,多应用于食品和饮料碳酸聚酯包装材料、金属罐头树脂内膜、牙齿固封剂等。作为一种类雌激素,BPA与雌激素受体具有一定的亲和性,能模拟和干扰体内雌激素的正常代谢和生理活动。尤其是在组织形成和发育时期,对人类健康造成严重威胁。许多研究发现围生期BPA暴露影响啮齿类脑和行为的发育。本实验室前期工作发现,围生期BPA暴露影响子代小鼠的多种社会行为及其性别分化。青春期是动物机体发育的第二个高峰时期,其行为也受性激素的调节,因此推测青春期BPA暴露也可能影响小鼠的非生殖行为。突触可塑性包括突触结构修饰和突触功能的可变性,容易受行为、环境和药物的影响,与学习记忆等行为密切相关。PSD-95 (post synaptic density protein 95)是突触后致密体(PSD)上具有代表性的脚手架蛋白,可对信号转导分子进行整合而调节突触活动,谷氨酸NMDA受体是兴奋性突触的突触后必需组份,它们的表达均受内源性雌激素影响。因此,本研究进一步分析突触结构修饰、突触蛋白和NMDA受体与青春期BPA暴露对小鼠自发活动、探究、焦虑以及学习记忆行为影响的关系,初步探索青春期BPA暴露对动物行为影响的分子机制。方法:取体重18-23 g,4周龄清洁级ICR小鼠,适应1周后,按性别随机分为40、400μg/kg/day BPA染毒组和对照组,每组10只;从第5周每天早8点灌胃染毒持续8周,然后进行开场、高架十字迷宫、水迷宫和跳台行为检测,分别检测小鼠的自发活动行为、探究行为、焦虑行为、空间学习记忆行为和被动回避记忆行为。染毒至行为检测结束(共9周半)。对照组等体积灌胃溶媒花生油。行为测试结束后,处死小鼠,按要求取海马组织样品,分别做超薄切片电镜观察海马突触界面参数、HE病理切片检查CA1区形态变化、免疫组化技术检测CA1区PSD-95蛋白表达,western-blot技术检测海马NMDA受体NR1和NR2B亚基表达;同时检测体重、血清雌激素或雄激素水平。用Quantity one软件测定蛋白条带光密度值,用Image-Pro Plus 5.0分析测定免疫细胞化学图片。最后实验数据采用SPSS15.0统计软件中的One-way ANOVA法分析,进行t检验,P<0.05作为具有统计学差异显著性。结果:1、40和400μg/kg/d剂量的BPA组的雄鼠和40μg/kg/d剂量BPA组的雌鼠体重均明显低于正常对照组(P<0.05),此外,同一BPA处理组雄鼠体重均显著高于雌鼠(P<0.01);小鼠血清激素水平检测表明,BPA对雌、雄小鼠血清雌激素、睾酮激素没有影响。2、BPA暴露后,开场行为结果显示:BPA暴露不影响同性别小鼠在开场中的各种行为,但消除了悬空站立和扶壁站立频率的性别差异。高架十字迷宫行为结果表明:BPA暴露显著减少雄鼠进入开放臂的次数和停留时间(P<0.05和P<0.01),却显著增加雌鼠进入开放臂的次数和停留时间(P<0.05和P<0.01);同时,BPA暴露显著减少雄鼠(P<0.05和P<0.01)却增加雌鼠在中央区的探头次数(P<0.01),消除甚至反向诱导小鼠焦虑行为和探究行为的性别分化。水迷宫行为显示:BPA(40μg/kg/d)暴露显著延长雄鼠在水迷宫中搜寻平台的平均距离(P<0.05),但对雌鼠没有影响,BPA因此消除了正常成年小鼠空间记忆行为的性别差异。BPA(40μg/kg/d)暴露显著缩短了雄鼠在遭电击24h后跳下平台的潜伏期(P<0.05)但对雌鼠没有明显影响,并诱导成年小鼠被动回避行为性别差异。3、突触界面结构参数检测结果显示,BPA暴露没有影响突触数密度,但BPA (40、400μg/kg/d)暴露改变了突触界面结构修饰。与同性别对照组相比,BPA(40、400μg/kg/d)显著增大雌、雄小鼠突触间隙宽度(P<0.05或P<0.01),减小雌、雄小鼠PSD厚度(P<0.05或P<0.01),显著缩短雌、雄小鼠的活性带长度(P<0.05或P<0.01),对突触界面曲率没有影响。此外,BPA暴露40μg/kg/d的BPA使突触间隙宽度出现明显的性别差异(P<0.05),表现为雌鼠大于雄鼠。4、HE染色结果显示,BPA暴露对小鼠海马CA1区形态结构没有显著影响;但免疫组化技术检测到BPA(40、400μg/kg/d)暴露使雌、雄小鼠海马CA1区PSD95蛋白表达显著下降(P<0.05或P<0.01);进一步Western blot分析发现,BPA (40、400μg/kg/d)暴露显著下调雌、雄小鼠海马NMDA受体NR1和NR2B亚基表达(P<0.01),其中40μg/kg/d的BPA对雄性小鼠NR1和NR2B亚基的下调作用更明显,不仅消除了正常小鼠NR1亚基表达的性别差异,同时还逆转了正常小鼠NR2B亚基表达的性别差异(雄鼠<雌鼠,P<0.01)。结论:青春期至成年早期BPA暴露性别特异性地影响小鼠的多种行为,干扰成年小鼠行为的性别差异,这可能与BPA改变海马突触界面结构修饰、下调突触蛋白PSD-95表达和NMDA受体表达有关。

全文目录


摘要  4-7ABSTRACT  7-13符号说明  13-14第一章 绪论  14-23  1 BPA概述  14-15  2 雌激素与脑发育  15-17  3 雌激素与突触界面结构修饰及PSD-95  17-18  4 NMDA受体与神经系统发育  18-20  5 BPA对行为的影响  20-22  6 本研究的目的和意义  22-23第二章 青春期至成年早期BPA暴露对小鼠生长发育的影响  23-28  1 引言  23  2 材料与方法  23-24  3 结果  24-25  4 讨论  25-28第三章 青春期至成年早期BPA暴露对小鼠行为的影响  28-38  1 引言  28  2 材料与方法  28-31  3 结果  31-34  4 讨论  34-38第四章 青春期至成年早期BPA暴露对突触界面结构修饰及PSD-95表达影响  38-50  1 引言  38-39  2 材料与方法  39-41  3 结果  41-47  4 讨论  47-50第五章 青春期至成年早期BPA暴露对小鼠海马NMDA受体影响  50-57  1 引言  50  2 材料与方法  50-53  3 结果  53-54  4 讨论  54-57第六章 结论  57-58参考文献  58-73致谢  73-74攻读学位期间发表的学术论文目录  74-75

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中图分类: > 医药、卫生 > 药学 > 药理学 > 实验药理学
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