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目的:通过体内动物实验研究ATM/Chk2-p53通路在苯并[a]芘致大鼠皮质神经细胞凋亡中作用,初步探讨苯并[a]芘致神经细胞凋亡机制。方法:挑选50只雄性SD大鼠按体重随机分5组即空白对照组,0mg/kg,1.0mg/kg,2.5mg/kg和6.25mg/kg B[a]p组。采用腹腔注射隔日染毒建模,喂养3批老鼠150只,染毒1,2,3个月。染毒结束后处死大鼠,摘取脑组织石蜡包埋切片,TUNEL法测皮质组织神经细胞凋亡;Immunohistochemistry法检测皮质组织BPDE-DNA adduct;取皮质组织提取蛋白Western-blot法检测ATM,ATMser794,Chk2,Chk2thr68,P53,P53ser20,Cleaved Caspase3,Puma蛋白表达。结果:1、神经细胞凋亡TUNEL检测:随着苯并[a]芘染毒时间与剂量增加,皮质组织神经细胞凋亡率出现增高趋势。苯并[a]芘2.5mg/kg组与空白对照组相比,染毒1,2和3个月时凋亡率分别增加0.59、0.93和1.58倍(P<0.05)。6.25mg/kg B[a]P组与空白对照组相比,染毒1,2和3个月时凋亡率分别增加0.85、1.69和3.75倍,染毒三个月后凋亡率高达23.49%(P<0.05)。析因分析显示染毒时间与剂量存在交互作用(F=13.923,P<0.001)。2、皮质组织BPDE-DNA adduct含量随着B[a]P染毒剂量和时间增加呈现增高趋势,B[a]P染毒三个月时6.25mg/kg B[a]P组与空白对照组相比分别增加161.5%(P<0.05)。析因分析显示染毒时间与剂量存在交互作用(F=2.731,P=0.022)。3、Western blot对大鼠皮质组织ATM/Chk2-p53通路检测显示,苯并[a]芘染毒三个月时,ATM蛋白表达量在1.0、2.5、6.25mg/kg B[a]P组与空白对照组相比分别增加20.7%,17.2%,28.7%(P<0.05)。苯并[a]芘染毒1,2和3个月时1.0mg/kg B[a]P组与空白对照组相比,ATMser794蛋白表达量分别增加11.5%、34.7%和35.0%(P<0.05)。苯并[a]芘染毒1,2和3个月时2.5mg/kg B[a]P组与空白对照组相比,ATMser794蛋白表达量分别增加31.9%、17.9%和45.5%(P<0.05)。苯并[a]芘染毒1,2和3个月时6.25mg/kg B[a]P组与空白对照组相比,ATMser794蛋白表达量分别增加46.4%、34.6%和62.3%(P<0.05)。苯并[a]芘染毒2和3个月时1.0mg/kg B[a]P组与空白对照组相比,Chk2蛋白表达量分别增加63.5%和61.6%(P<0.05)。苯并[a]芘染毒2和3个月时2.5mg/kg B[a]P组与空白对照组相比,Chk2蛋白表达量分别增加60.0%和87.7%(P<0.05)。苯并[a]芘染毒1,2和3个月时6.25mg/kg B[a]P组与空白对照组相比,Chk2蛋白表达量分别增加77.3%、85.8%和165.8%(P<0.05)。苯并[a]芘染毒二、三个月时,Chk2thr68蛋白表达量在6.25mg/kg B[a]P组与空白对照组相比分别增加92.2%,112.3%(P<0.05)。苯并[a]芘染毒2和3个月时1.0mg/kg B[a]P组与空白对照组相比,p53蛋白表达量分别增加35.9%和117.8%(P<0.05)。苯并[a]芘染毒1,2和3个月时2.5mg/kg B[a]P组与空白对照组相比,p53蛋白表达量分别增加83.3%、92.1%和158.9%(P<0.05)。苯并[a]芘染毒1,2和3个月时6.25mg/kg B[a]P组与空白对照组相比,p53蛋白表达量分别增加108.3%、150.0%和255.3%(P<0.05)。苯并[a]芘染毒1,2和3个月时6.25mg/kg B[a]P组与空白对照组相比,p53ser20蛋白表达量分别增加31.7%、92.4%和173.4%(P<0.05)。4、Western blot对大鼠皮质组织Cleaved Caspase3、Puma蛋白表达,苯并[a]芘染毒1,2和3个月时2.5mg/kg B[a]P组与空白对照组相比,Cleaved Caspase3蛋白表达量分别增加49.4%、61.3%和77.7%(P<0.05)。苯并[a]芘染毒1,2和3个月时6.25mg/kg B[a]P组与空白对照组相比,Cleaved Caspase3蛋白表达量分别增加55.9%、94.3%和111.1%(P<0.05)。苯并[a]芘染毒1,2和3个月时1.0mg/kg B[a]P组与空白对照组相比,puma蛋白表达量分别增加43.5%、30.3%和69.5%(P<0.05)。苯并[a]芘染毒1,2和3个月时2.5mg/kg B[a]P组与空白对照组相比,puma蛋白表达量分别增加77.4%、87.7%和144.1%(P<0.05)。苯并[a]芘染毒1,2和3个月时6.25mg/kg B[a]P组与空白对照组相比,puma蛋白表达量分别增加93.5%、137.8%和208.5%(P<0.05)。结论:1、苯并[a]芘染毒导致大鼠皮质组织神经细胞凋亡和DNA损伤,且随着染毒剂量的增加和暴露时间的延长,损伤趋于严重;在此过程中发现ATM/Chk2-p53通路相关蛋白表达增大,同时p53下游的Puma、Cleaved Caspase3蛋白表达随着染毒时间与剂量增加而增大,Cleaved Caspase3蛋白是神经细胞线粒体凋亡中的执行蛋白。由此可以推测,苯并芘引起大鼠皮质神经元DNA损伤,促发ATM/Chk2-p53通路并通过p53途径诱导皮质组织细胞凋亡。