PAEs对幼鼠学习记忆能力的损害作用及机制研究

As an endocrine environmental disruptor,recent epidemiological researches and animal experiments results discovered that PAEs exposure may affect learning and memory at an early development phase. Our previous study revealed that low-level of PAEs increased the expression of P450arom in offspring rat hippocampus. The aim of our work is to investigate the neurodevelopmental toxicity of PAEs in developing rats,and especially to focus on the role of hippocampus-derived estrogen in modulation of synaptic plasticity. In vivo and in vitro study are performed to investigate the relationship between synaptic plasticity and hippocampal estrogen. Immunohistochemical method、Quantitative PCR、Western Immunoblotting、Laser scanning confocal microscopy、electro physiological technique will be used. In this study, we will examine the effects of hippocampus-derived estrogen on modulation of synaptic plasticity induced by PAEs during development of rats and the mechanisms will be elucidated from overall level, cell level and molecular level. The progress in this study will be helpful to provide experimental and theoretical data for further research on the molecular mechanisms of neurodevelopment toxicity of PAEs.

作为一类典型的环境内分泌干扰物，流行病学调查及动物实验发现，PAEs发育期暴露可导致学习记忆障碍。我们研究发现，低剂量PAEs暴露可升高海马内P450arom水平。在海马中，内源性雌激素水平远高于外源性（血清）雌激素水平，但其在海马突触可塑性调控中的作用及机制尚不清楚。我们假设，PAEs 发育期暴露会损害幼鼠海马突触可塑性及学习记忆能力，海马内源性雌激素及其通过ER介导的信号通路在海马突触可塑性调控机制中发挥着重要作用。本课题拟选采用分子生物学、病理学、免疫组织化学和电生理学等现代实验和技术手段，从整体动物、细胞和分子水平探讨PAEs暴露对发育期海马内源性雌激素水平的影响，探讨内源性雌激素在PAEs损害海马突触可塑性及学习记忆中的作用，并从ER介导的信号传导通路角度初步阐释PAEs 暴露对幼鼠海马神经元突触可塑性和学习记忆损害的分子机制，为深入探讨PAEs神经发育毒作用机制提供科学依据。

本课题以初断乳雌、雄幼鼠为研究对象，灌胃染毒不同剂量的邻苯二甲酸二(2-乙基）己酯（di(2-ethylhexyl) phthalate，DEHP），通过观察DEHP对幼鼠血清及脑组织睾酮(testosterone,T)和雌激素（estrogen，E2）、相关性激素合成关键酶表达的影响，初步探讨DEHP暴露对幼鼠学习记忆的影响及其可能机制。结果表明，在本实验条件下，DEHP可能表现出拟雌激素或抗雄激素样作用，并呈现一定的性别差异。DEHP暴露会提高幼鼠卵巢/睾丸的氧化应激水平，且血清氧化损伤较组织不敏感。0.5和5mg/kg/d DEHP暴露可影响血清E2、T水平，雌鼠海马E2水平明显降低，未观察到DEHP暴露对雄鼠海马组织T水平有明显影响；亦未观察到高剂量组雌、雄大鼠血清E2、T水平的显著变化。高剂量DEHP暴露可造成睾丸、肝肾等脏器的损伤。大鼠海马CREB、p-CREB、ERK、p-ERK表达均明显降低，未观察到ER表达的显著变化。行为学实验结果发现，低剂量DEHP暴露组雄性幼鼠学习记忆能力明显下降，且出现焦虑/抑郁样症状。结论：较高剂量更易对生殖内分泌系统产生影响，较低剂量更易对脑组织内性激素水平产生影响；较低剂量DEHP可引起雄性幼鼠学习记忆能力的损害，并出现焦虑/抑郁样症状，值得关注。