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青春期是认知功能和行为发育的关键期。有证据表明,大脑本身可合成睾酮(T)和雌二醇(E2),这些甾体激素在维持大脑性分化和神经行为发育过程发挥重要作用。环境内分泌干扰物(EDCs)对脑和行为的性别分化产生干扰效应——先是改变甾体激素及其信号通路,继而干扰行为发育。氰戊菊酯是潜在EDCs。本课题拟分析青春期接触氰戊菊酯对小鼠认知功能和行为发育的损害效应,研究青春期氰戊菊酯接触对大脑皮层T和E2合成以及雄激素受体(AR)和雌激素受体(ERα和ERβ)表达的影响,以探讨青春期接触氰戊菊酯所致中枢内分泌干扰与认知和行为发育损害的关联。1.青春期接触氰戊菊酯对小鼠认知和行为发育的损伤为探讨青春期接触氰戊菊酯小鼠认知功能和行为发育的损害效应,采用系列行为实验评价小鼠空间学习和记忆能力、攻击行为、焦虑相关行为和感觉运动行为。小鼠从出生后第28天(PND28)到56天(PND56)经口每日一次分别给予30 mg/kg(1/8LD50)和7.5 mg/kg(1/32LD50),于PND60~PND74进行系列行为实验。Morris水迷宫实验结果发现,青春期接触氰戊菊酯显著延长逃避潜伏期和游泳距离,降低目标象限穿越次数和目标象限时间比,提示青春期接触氰戊菊酯对小鼠空间学习和记忆能力造成长期损害。进一步观察发现,学习期逃避潜伏期、游泳距离、目标象限穿越次数、目标象限时间比四个观察指标在对照组有性别差异,而在暴露组性别差异减小或消失;而游泳速度在对照组中没有性别差异,但在高剂量组却显示性别差异。这些结果提示,青春期接触氰戊菊酯损害认知功能和行为发育,且对雌鼠的损害较雄鼠更严重。攻击行为实验结果显示,青春期接触氰戊菊酯雄鼠攻击潜伏期显著延长、攻击时间显著缩短,提示青春期接触氰戊菊酯显著抑制雄鼠攻击行为。旷场实验结果显示,外周时间不同性别变化趋势相反,即:暴露组雄鼠外周时间显著减少,而暴露组雌鼠外周时间显著增加。进一步观察发现,对照组雄鼠和雌鼠外周时间有显著差异,而这一性别差异在两个氰戊菊酯暴露组之间消失。平衡木实验结果显示,雄鼠平衡分在不同组别间有显著差异,而雌鼠平衡分没有组间差异;紧绳分对照组和低剂量组的紧绳分均没有性别差异,但高剂量组的紧绳分出现了性别差异。2.青春期接触氰戊菊酯对小鼠中枢的内分泌干扰效应损伤为探讨青春期氰戊菊酯暴露对大脑皮层T和E2的合成以及AR和ERs表达的影响,行为学实验后于PND75取大脑皮层,用放射免疫法(RIA)检测大脑皮层T和E2水平,用RT-PCR和Western blot检测T和E2合成关键基因mRNA和蛋白表达水平,以及AR和ERs的mRNA表达水平。结果发现,氰戊菊酯暴露组雄鼠T和E2水平显著下降,而雌鼠大脑皮层T和E2水平显著上调。进一步观察发现,青春期氰戊菊酯暴露显著下调雄鼠大脑皮层T合成关键酶——17β-羟类固醇脱氢酶(17β-HSD);相反,氰戊菊酯暴露组雌鼠大脑皮层17β-HSD轻微上调。青春期氰戊菊酯暴露对雄鼠和雌鼠大脑皮层类固醇合成急性调节蛋白(StAR)、P450侧链裂解酶(P450scc)、P45017α羟化酶(P45017α)和芳香化酶(CYP19)蛋白表达无明显影响;研究结果还显示,青春期氰戊菊酯暴露组雄鼠和雌鼠大脑皮层AR表达明显上调,而对大脑皮层雌激素受体α(ERα)和雌激素受体β(ERβ)水平无明显影响。根据上述研究结果,本研究得出如下结论:(1)青春期接触氰戊菊酯损害小鼠认知功能和行为发育,并呈性别依赖特征;(2)青春期接触氰戊菊酯干扰大脑皮层T和E2合成、上调大脑皮层AR表达;(3)青春期接触氰戊菊酯对小鼠认知功能和行为发育的损害可能与中枢内分泌干扰效应相关联。