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目的长期铅（lead,Pb）暴露和高脂饮食（high-fat diet,HFD）摄入引起的人群健康风险已成为全球性的公共卫生问题。Pb暴露和HFD摄入常常共同发生,是神经系统的共同危险因素。既往研究表明,环境Pb暴露或HFD摄入对神经系统的影响具有很多相似性,提示二者可能共享多个关键靶点或通路。然而,Pb和HFD联合暴露对神经系统的影响及其相关分子机制尚未完全阐明。本研究旨在通过动物实验,观察Pb和HFD联合暴露对大鼠皮层中突触功能相关信号通路/靶点,胰岛素信号通路及NLRP3炎症小体信号通路相关分子表达的影响,进而通过细胞实验观察NLRP3炎症小体信号通路活化情况及探讨SIRT1-CREB通路在Pb和HFD联合暴露致神经毒性中的作用,以期为Pb和HFD联合暴露的神经毒性机制的研究提供新的线索。方法1.动物实验选取4周龄雄性Sprague-Dawley（SD）大鼠进行12周的Pb暴露和HFD喂养构建Pb和HFD联合暴露模型。采用Morris水迷宫实验检测大鼠的空间学习和记忆能力;利用尼氏染色观察和计数各组大鼠皮层神经元的损伤情况和数量;采用石墨炉原子吸收光谱法检测大鼠全血和皮层Pb水平;使用终点法和二点终点法检测血清脂代谢水平以观察脂质代谢情况;使用Western blot检测Pb暴露和HFD喂养对大鼠皮层中突触功能相关信号通路/靶点（NMDAR/SIRT1-CREB、BDNF、synapsin-1、PSD-95、GAP-43）、胰岛素信号通路（IRS1-PI3K-AKT）及NLRP3炎症小体信号通路（NLRP3、caspase-1、IL-1β、IL-18）的影响;使用RT-q PCR检测皮层中SIRT1-CREB-BDNF信号通路分子和炎症相关分子（TNF-α、IL-6、IL-1β、ASC）的m RNA水平。2.细胞实验使用高分化大鼠肾上腺髓质嗜铬细胞瘤细胞（PC12细胞）建立Pb和HFD联合染毒的体外模型,醋酸铅（Pb（Ac）2）和棕榈酸（palmitic acid,PA）的染毒剂量分别为10μM和200μM,染毒时间为24h;干预剂SRT 1720（SIRT1激动剂）的剂量选择为1.5μM,预处理时间为2h,然后Pb和/或PA再处理细胞24h。采用Western blot和caspase-1活性检测试剂盒检测染Pb和/或PA后NLRP3炎症小体信号通路（NLRP3、caspase-1、IL-18）的表达活化情况。采用Western blot检测过表达SIRT1后对其下游效应分子（p-CREB、synapsin-1）表达的影响。结果1.体重结果表明,自第8周起,单独HFD组大鼠体重较对照组升高（P＜0.01）。自第4周起,对照组和单独HFD组大鼠体重均较单独Pb组升高（P＜0.05）。自第2周起,对照组和单独HFD组大鼠均较Pb+HFD组体重升高（P＜0.05）。在第4～6周,与Pb+HFD组相比,单独Pb组大鼠体重升高（P＜0.05）。2.Morris水迷宫实验结果表明,与对照组相比,单独Pb、单独HFD和联合暴露组大鼠逃避潜伏期延长,穿越平台的次数减少和第一次上台前时间增加（P＜0.05）;在训练的第3天,与单独HFD组相比,联合暴露组大鼠逃避潜伏期延长（P＜0.05）。3.血Pb和脑Pb含量测定结果表明,与对照组和单独HFD组相比,单独Pb组和Pb+HFD组大鼠全血和皮层中Pb水平均增加（P＜0.05）,与单独Pb组相比,Pb+HFD组大鼠血Pb水平增加（P＜0.01）,单独HFD组和对照组大鼠的血Pb和脑Pb水平均没有统计学差异（P＞0.05）。此外,单独Pb组和Pb+HFD组大鼠脑Pb水平无统计学差异（P＞0.05）。血清脂代谢测定结果表明,与对照组相比,单独Pb组、单独HFD组和联合暴露组大鼠的TG水平均升高,差异有统计学意义（P＜0.05;P＜0.05;P＜0.001）;各组之间LDL-C的水平均无统计学差异（P均＞0.05）;与Non-Pb组相比,Pb组大鼠HDL-C的水平降低（P=0.0153）。4.尼氏染色实验结果表明,与对照组相比,单独Pb组和单独HFD组大鼠皮层神经元着色较浅尼氏小体较少,排列松散,细胞间距增大,部分细胞肿胀和破裂,细胞轮廓模糊,且在联合暴露组中上述病理改变加重。与对照组相比,单独Pb组、单独HFD组和Pb+HFD组大鼠皮层神经元数量减少（P＜0.01;P＜0.01;P＜0.001）;与单独Pb组相比,Pb+HFD组大鼠皮层神经元数量也减少（P＜0.05）。5.Pb和HFD联合暴露对大鼠突触功能相关通路分子影响的两因素方差分析结果表明,长期Pb暴露可使皮层中PSD-95、GAP-43和synapsin-1的蛋白表达降低（P＜0.05）,长期HFD摄入可使皮层中PSD-95和synapsin-1的蛋白表达降低（P＜0.05）。事后检验结果表明,与单独Pb组和单独HFD组相比,联合暴露组PSD-95蛋白表达水平降低（P＜0.05）;与单独HFD组相比,联合暴露组synapsin-1蛋白表达水平降低（P＜0.05）。同样,Pb暴露和HFD喂养均可使大鼠皮层中的NMDARs（NR2A和NR2B）、SIRT1、p-CREB和BDNF蛋白表达降低（P＜0.05）,联合暴露可增强这种效应,且Pb和HFD对皮层中NR2A蛋白的抑制具有协同作用（P=0.0016）。此外,使用SRT 1720干预可抑制Pb和PA诱导的SIRT1、p-CREB和synapsin-1蛋白的表达水平降低（P＜0.05）。6.Pb和HFD联合暴露对大鼠中枢胰岛素信号通路影响的结果表明,长期Pb暴露和HFD摄入均能促进皮层中IRS1在Ser307位点的磷酸化,并抑制皮层中PI3K-AKT信号分子表达（P＜0.05）。联合暴露时,可增强这一过程。7.Pb和HFD联合暴露对神经炎症反应水平的影响结果表明,长期Pb暴露和HFD摄入均能促进皮层炎症反应,这表现为TNF-αm RNA、IL-6 m RNA和ASC m RNA表达水平升高（P＜0.05）。同时,Pb和HFD联合暴露对促进皮层中IL-6 m RNA的表达具有协同作用（P=0.0002）。此外,长期Pb暴露和HFD喂养均可促进大鼠皮层中NLRP3炎症小体信号的表达活化,表现为NLRP3、cleaved caspase-1、cleaved IL-1β和cleaved IL-18蛋白表达增加（P＜0.01）。同样,Pb和PA均可促进PC12细胞中NLRP3炎症小体信号的表达活化,表现为NLRP3蛋白、caspase-1活性和cleaved IL-18蛋白表达增加（P＜0.05）。更重要的是,动物实验和细胞实验均表明联合暴露可进一步增强NLRP3炎症小体信号的表达活化。结论1.Pb和HFD联合暴露可加剧大鼠皮层神经元损伤和丢失。2.在Pb暴露和HFD诱导的大鼠神经损伤过程中,伴随NMDAR/SIRT1-CREB信号和IRS1-PI3K-AKT信号通路抑制,NLRP3炎症小体激活,导致突触蛋白表达下调和神经炎症反应。3.Pb和HFD联合暴露对大鼠皮层中NR2A蛋白的抑制和IL-6 m RNA的促进具有协同作用。