铅镉联合对发育期大鼠中枢神经系统二价金属转运蛋白DMT1基因表达的影响

论文摘要

背景:铅、镉是环境中两种常见的重金属污染物,中枢神经系统是其毒性作用的主要靶器官之一,发育中的神经系统对铅镉尤为敏感。儿童若长期处于铅、镉污染的环境,就可能造成金属铅、镉的双重中毒,影响智力、认知能力的发育。二价金属离子转运蛋白1 （divalent metal transporter 1,DMT1）是哺乳动物类转铁蛋白,主要参与体内非血红素铁的转运过程。DMT1不仅介导非血红素铁的吸收,也参与多种二价金属离子的跨膜转运过程,如Mg2+、Co2+、Cd2+、Zn2+、Ni2+、Cd2+和Pb2+等,并且他们之间具有竞争性作用。Fe2+对DMT1表达的影响作用已经十分清楚,饮食缺铁可以增加脑、十二指肠和其它组织中DMT1的表达,而高铁的作用刚刚相反。这种作用是否只受铁的影响,与其转运的其它元素是否有关还未完全明了。据报道机体铁缺乏可以增加铅的毒性和负荷,在存储铁下降,尚未出现临床缺铁表现时,组织中的铅含量已经增加6倍。铅、镉中毒患者均有贫血的表现,其原因除了铅抑制血红素合成过程的酶外,DMT1表达的改变是否也参与这个过程?均需要进一步的探讨与研究。目的:为了进一步揭示铅、镉的神经毒性作用机制,为预防和治疗铅镉中毒提供科学依据,研究铅镉对发育期大鼠海马、小脑、皮层组织DMT1表达的诱导作用。用乙酸铅、氯化镉溶液处理发育期大鼠,观察铅镉相互作用及DMT1 mRNA和蛋白的表达。方法:24只健康的雄性一月龄SD大鼠,随机分为对照组、单铅组、单镉组、铅镉联合组,每天分别给予超纯水（对照组）、20mg/（kg·d）乙酸铅溶液（单铅组）、2mg/（kg·d）氯化镉溶液（单镉组）、20mg/（kg·d）乙酸铅和2mg/（kg·d）氯化镉溶液联合（铅镉联合组）灌胃六周。灌胃完毕后,各组大鼠断头处死,取血以石墨炉原子吸收法测血铅,血镉;剥离海马、小脑、皮层组织,左半脑提取总RNA后进行DMT1两种mRNA（+IRE与-IRE）的反转录聚合酶链反应（reverse transcriptional polymerase chain reaction,RT-PCR）,反应产物进行琼脂糖凝胶电泳并扫描成像,利用凝胶自动分析成像软件Quantity One 4.4.0进行灰度值分析。右半脑海马、小脑、皮层经RIPA裂解液裂解,提取总蛋白。免疫印迹（immunoblotting）法检测DMT1蛋白表达水平。以β- actin为内对照,求出两种DMT1 mRNA和蛋白的相对值综合分析铅镉联合对DMT1表达的影响。结果:单铅组的血铅水平与单镉组的血镉水平均显著高于对照组（P﹤0.01）,单铅组的血镉水平较对照组显著升高（P﹤0.01）,单镉组的血铅水平与对照组没有显著性差异（P﹥0.05）,而铅镉联合染毒组的血铅、血镉水平较单染铅组与单染镉组显著升高（P﹤0.01）。各组大鼠海马、小脑、皮层组织DMT1两种mRNA均有表达,与对照组相比没有统计学差异（P﹥0.05）;析因分析发现铅镉联合诱导DMT1蛋白合成有显著协同作用（P﹤0.01）。结论:消化道染毒可以显著增加各大鼠的血铅及血镉水平。而且铅能促进消化道的镉吸收。镉对铅的吸收没有明显的影响作用,铅镉联合具有显著的协同效应。两种DMT1的mRNA在发育期大鼠脑组织中均有表达,铅镉可诱导海马、小脑、皮层组织DMT1蛋白合成并且具有协同效应。上调的DMT1蛋白合成可能会影响其它多种二价金属离子转运,从而影响脑组织中各种二价金属离子的浓度平衡机制。这也可能是铅镉的神经毒性作用机理之一。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 英文缩写词
• 前言
• 材料和方法
• 结果
• 讨论
• 结论
• 参考文献
• 文献综述
• 个人简历及发表论文
• 致谢
• 附录1（主要实验试剂配制）
• 附录2（技术路线图）