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金属铅是一种重要的环境污染物,具有神经毒性,主要表现为对机体学习记忆功能的损伤。本研究组前期工作表明,铅暴露能引起大鼠海马神经元树突棘密度降低,但铅暴露对神经元树突棘成熟的损伤过程是否受到年龄、性别以及不同的脑区这三个因素的影响尚不清楚。近年来有研究表明发育期接受铅暴露能够影响年长后的神经系统功能,但其内在具体机制尚不明确。目的综合年龄、性别以及不同的脑区等因素,系统地探究慢性铅暴露对树突生长和树突棘成熟的影响规律及其潜在分子机制；并探究慢性铅暴露对细胞自噬过程的影响,进而推测其致神经退行性疾病的潜在机制。方法1.给SD大鼠喂饲250ppm醋酸铅水溶液进行铅暴露,雌、雄大鼠暴露时间均分别为30天、60天、90天,幼鼠从出生后至断奶前(出生后21天)通过母乳间接进行铅暴露,断奶后通过饮用铅水直接进行铅暴露。研究慢性铅暴露对大鼠大脑神经元树突长度和树突棘成熟过程的影响及其所受综合因素性别×年龄×脑区的影响,并进一步探究其机理。Golgi-Cox染色观察大脑海马区和前额叶皮层神经细胞的树突长度和树突棘的成熟形态。Western blot检测NDR1/2激酶的蛋白表达量,荧光定量PCR检测NDR1/2激酶途径相关基因的表达。2.以离体培养的PC12细胞系为实验材料研究铅暴露对细胞自噬的影响。20gM的醋酸铅处理细胞24h,MTT实验检测细胞存活率,Western blot检测自噬相关蛋白的表达,荧光定量PCR检测自噬相关基因的表达,溶酶体染色实验检测溶酶体pH。结果1.铅暴露对神经元树突生长的损伤集中在发育期,并且这种损伤作用呈现出：雌性>雄性、海马>前额叶皮层的趋势。2.铅暴露对大脑神经元树突棘的发育成熟具有损伤作用,这种损伤从发育期持续至成年期,并在成年期(PND90)呈现出脑区差异(损伤：海马>前额叶皮层)和性别差异(损伤：雌性>雄性)。3.NDR1/2激酶途径受铅暴露损伤,损伤趋势与铅对神经元树突棘成熟的损伤作用相一致。NDR1/2激酶途径可能参与到铅暴露对神经元树突棘成熟的调控过程中。4.铅暴露损伤自噬流的完整性,铅通过调节NDR1蛋白抑制自噬的起始,并且通过调节早老素蛋白1抑制溶酶体酸化,进而损伤自噬下游的降解能力。结论本实验从神经元树突和树突棘的形态学变化和细胞自噬途径两个方面对铅暴露致大脑学习记忆功能的损伤的潜在机制进行研究。1.铅暴露对神经元树突生长和树突棘成熟具有抑制作用,并且这种抑制具有性别差异、脑区差异和年龄差异。2.铅暴露对神经元树突棘形态的影响是通过调节NDR1/2激酶实现的。3.铅暴露对自噬流的完整性具有损伤作用,自噬起始自噬小体的形成和自噬下游自噬溶酶体的降解过程均受到铅的毒性影响。铅暴露与神经退行性疾病阿尔茨海默症的直接联系尚需进一步研究证明。