孕期十溴联苯醚暴露对子代大鼠神经行为发育的影响及其机制研究

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[目的]  十溴联苯醚(Decabromodiphenyl Ether,BDE-209)作为多溴联苯醚(Polybrominated Diphenyl Ethers,PBDEs)的一种,是应用最广的溴化阻燃剂,在环境和人体中广泛存在。已有研究结果提示,BDE-209对动物和人体都具有一定的神经发育毒性,并且BDE-209可以通过胎盘屏障,影响胎儿的神经发育,但 BDE-209孕期暴露对子代的神经发育毒性及其机制尚不十分清楚。本实验通过建立孕期大鼠 BDE-209暴露模型,观察孕期BDE-209暴露对子代大鼠空间学习记忆的影响,以BDNF的蛋白表达为切入点,从BDNF基因甲基化水平和甲状腺激素水平两个方面探索BDE-209对大鼠的神经毒性机制。  [方法]  将孕鼠(SD大鼠)随机分为BDE-209暴露组(100 mg/kg、300 mg/kg、900 mg/kg)和对照组,于妊娠6-20天进行灌胃染毒,每天一次,对照组用玉米油进行灌胃。采用旷场实验观察子代大鼠活动力,应用Morris水迷宫检测大鼠空间学习和记忆能力。水迷宫实验结束后,采用10%的水合氯醛麻醉子代大鼠(雄性),进行心脏采血,分离血清,置于-80 oC冰箱备用。然后对大鼠断头处死,在冰盘上快速分离海马,置于液氮中速冻后置于-80 oC冰箱保存。采用放射免疫法检测血清中的甲状腺激素水平,采用Western Blot法检测BDNF蛋白在海马组织中的表达,以及甲基化特异性PCR法检测BDNF基因的甲基化水平。  [结果]  1)旷场实验:各组子代大鼠在旷场中活动的总距离之间的差异无统计学意义(雌性子代大鼠,F=2.13,P>0.05;雄性子代大鼠,F=0.70,P>0.05)  2)Morris水迷宫实验:在隐蔽平台实验中,实验第3天雌性子代大鼠对照组的潜伏期为37.64±14.1 s,300 mg/kg组和900 mg/kg组的潜伏期分别为57.9±22.1 s和71.9±24.8 s,300 mg/kg和900 mg/kg组与对照组相比,潜伏期明显延长(P<0.01),而雄性子代大鼠各组差异无统计学意义。在空间探索实验中,雄性子代大鼠对照组、100 mg组、300 mg组和900 mg组在平台象限的活动时间分别为36.73±11.38 s、25.70±3.03 s、22.23±4.27 s和30.60±3.89 s,各组间的差异有统计学意义(F=4.17,P=0.01),其中100 mg/kg和300 mg/kg组与对照组相比在平台象限的活动时间明显少于对照组(P<0.01);而雌性子代大鼠各组间无明显差异。  3)BDNF蛋白表达:300 mg剂量组和900 mg剂量组海马组织中BDNF蛋白表达相对对照组的浓度比(对照组浓度为1)分别为0.87和0.67,300 mg剂量组和900 mg剂量组BDNF蛋白表达水平明显低于对照组(P<0.01)。  4)BDNF基因甲基化水平:随着BDE-209染毒剂量增加BDNF基因中DNA甲基化百分比增加,但是各组之间的差异无统计学意义(F=0.42,P>0.05)。  5)甲状腺激素水平:BDE-209暴露的中高剂量组(900 mg,300 mg)的T4水平和FT4水平与对照组相比有明显的下降(P<0.05),900 mg剂量组的T3水平与对照组相比也有明显的下降(P<0.05),而100 mg剂量组与对照组相比差异无统计学意义(P>0.05)。  [结论]  1)孕期BDE-209暴露可能导致子代大鼠(雌性)空间学习能力下降和子代大鼠(雄性)的空间记忆能力下降;  2)孕期BDE-209暴露可导致子代大鼠(雄性)海马组织中BDNF蛋白表达的显著下降以及血清中T3、T4水平和FT4水平显著下降,但是未发现BDNF基因的DNA甲基化改变。
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