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背景:砷是自然界存在的有毒类金属元素,广泛分布于岩石、土壤和水环境中。很多研究显示,砷能引起人类及动物包括损伤学习和记忆功能在内的神经系统毒性。本课题组前期实验结果表明,砷暴露可显著抑制脑CaMKⅣ基因、蛋白的表达及学习记忆相关基因c-Fos,JunB的表达,并伴有LTM形成抑制以及小鼠的运动学习能力降低。我们推测砷可能通过抑制神经元CaMKⅣ的表达,干扰CREB的磷酸化活化,导致记忆蛋白c-Fos,JunB表达下调,从而影响LTM形成。那么,砷又是如何抑制CaMKⅣ的表达呢?目的:观察砷对小鼠脑组织甲状腺激素受体（TR）基因和蛋白的表达影响,为阐明砷的神经毒作用机制以及防治砷的神经毒性危害提供靶标依据。方法:SPF级小鼠50只,按体重将小鼠随机分为饮用水对照组、1 ppm As2O3染毒组、2 ppm As2O3染毒组、4 ppm As2O3染毒组、4 ppm As2O3+ 150 mg/kg牛磺酸保护组。通过自然饮用含不同浓度As2O3蒸馏水的方式使小鼠染砷,保护剂是以灌胃方式给予,连续染毒60天后取脑组织。行为学试验测试砷暴露小鼠的学习记忆能力,以及用基因芯片技术和PCR技术检测小鼠脑组织甲状腺激素受体（TR）基因的差异表达,并进一步用Western blot方法证实TR蛋白水平表达。采用SPSS11.5统计软件,用单因素方差分析（ANOVA）,比较各染砷组与对照组间的统计学差异,两组间比较用LSD法分析,以P<0.05表示统计学差异显著。结果:跳台实验结果显示,与对照组比较,实验组小鼠错误次数增多,从平台跳下的潜伏期缩短,差异有统计学意义（P<0.05）。暗箱实验结果显示,与对照组比较,实验组小鼠错误次数增多,由明箱进去暗箱的潜伏期缩短,差异有统计学意义（P<0.05）。Morris水迷宫实验结果显示,砷暴露组小鼠的逃避潜伏期明显长于对照组,差异有统计学意义（P<0.05）。基因芯片结果显示,与对照组相比,各染砷组小鼠大脑和小脑组织TRβ基因表达均显著下调,尤其4 ppm组下调更明显（P<0.05）;而各组之间小鼠大脑和小脑组织TRα基因表达没有差异（P>0.05）。Real Time PCR定量检测结果显示,砷染毒组小鼠大脑和小脑组织中TRβ基因相对表达量与对照组相比均明显下调（P<0.05）。Western blot检测结果显示,与对照组相比,染砷组小鼠大脑和小脑组织中TRβ1蛋白表达量随着染砷剂量的增加呈现降低趋势,差异有统计学意义（P<0.05）。并且,抗氧化剂牛磺酸对砷导致TR基因和蛋白表达下调有拮抗作用（P<0.05）。结论:亚慢性砷暴露可影响小鼠的学习记忆能力和抑制大、小脑组织甲状腺激素受体中TRβ1基因及蛋白的表达。TRβ1可能是砷暴露小鼠脑组织CaMKⅣ基因和蛋白表达下调的靶基因,可能通过介导TRβ1干扰CaMKⅣ基因和蛋白的表达从而影响小鼠的学习和记忆功能。此外,牛磺酸可以拮抗砷对TRβ1基因和蛋白水平表达的抑制作用。提示,砷导致TRβ1基因和蛋白水平的下调可能与砷的氧化应激作用有关。