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食品中的重金属铅污染影响食品的品质与安全。多项研究已证实铅暴露可影响神经系统,进而引发学习记忆和认知功能的障碍。最近几年国内和国外关于铅的中毒机制研究也越来越多,然而,对于表观遗传调控是否参与铅暴露致使的学习记忆能力障碍的过程仍然不明确。目的:探究铅暴露导致的神经毒性中组蛋白去乙酰化酶的调控机制,为临床治疗铅中毒提供理论依据。方法:1.研究铅暴露对组蛋白H3赖氨酸第9位点的乙酰化(Ac-H3K9)水平的影响。以PC12细胞代替大鼠神经元细胞,10μM铅暴露24h。观察细胞突起生长检测毒性影响,Western Blot检测Ac-H3K9水平,免疫共沉淀(CHIP)检测Ac-H3K9对目标基因的修饰,药理学干扰通过添加去乙酰化酶(HDACs)抑制剂确定Ac-H3K9变化原因;2.探究铅暴露对去乙酰化酶2(HDAC2)水平的影响。基因敲低HDAC2检测其对Ac-H3K9水平的影响,CHIP检测HDAC2上游调控分子;3.从整体动物及细胞两个方面研究铅暴露去乙酰化酶1/2(HDAC1/2)的作用。细胞上,免疫荧光及免疫共沉淀检测复合体HDAC1/2,基因敲低HDAC1/2检测其对Ac-H3K9水平的影响。SD鼠从孕期开始通过自由饮水的方式暴露浓度为250ppm的铅直到两个月。立体定位注射AAV病毒敲低HDAC1/2,Western Blot检测Ac-H3K9、去乙酰化酶1(HDAC1)、HDAC2水平,行为学实验检测SD鼠学习记忆能力,高尔基染色检测树突棘密度。结果:1.铅暴露显著损伤PC12细胞的突起,增加HDACs的基因表达,降低Ac-H3K9水平,减少Notch2的表达。2.铅暴露显著增加HDAC2表达。敲低HDAC2可回复Ac-H3K9水平和修复损伤的突起。3.HDAC1、HDAC2形成一个复合物HDAC1/2,当铅暴露后敲低HDAC1/2,细胞上显著回复Ac-H3K9水平和修复损伤的突起,动物上显著增加树突棘密度及弥补空间记忆能力的缺陷。结论:铅暴露造成的神经毒性是通过影响HDAC1/2进而导致Ac-H3K9水平发生变化,再影响下游调控分子Notch2的表达实现的。从表观遗传学的角度阐述了去乙酰化酶在这个过程中发挥的关键作用。