环境汞污染及其对大鼠神经毒性作用分子水平研究

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1、上海交通大学博士学位论文中文摘要神经递质自由基及即刻早基因c-junc-fos在神经生物学信号传导系统中分别位于第一信使第二信使和第三信使本论文采用贵州汞污染地区WS汞矿和QZ市某化工厂地区的污染粮食对实验大鼠进行暴露测定了信号传导系统中某些神经递质AChNO自由基及即刻早基因c-jun,c-fosmRNA及蛋白表达的变化情况综合讨论了环境汞污染对上述指标的影响并探讨了汞神经毒性作用的机制将基因芯片引入到环境污染物毒性分析领域从分子基因水平尝试探讨了汞污染的神经毒性结果表明1.对典型汞污染地区的环境调查发现两地周边环境不同程度地受到汞的污染且汞污染通过食物

2、链对生态系统造成威胁除了汞之外两污染地区环境样品中硒元素含量也明显高于对照地区硒的存在可能对汞产生拮抗作用这也使得实际环境污染比实验室水平研究更加复杂2.对暴露大鼠的行为观察发现饲养初期暴露组大鼠更为活跃大鼠间易出现追逐撕咬的现象体重增长速度也较对照组快直到长暴露近70天时暴露大鼠才出现进食量减少行动迟缓体重增长停滞的现象大鼠体内汞含量分析结果表明暴露7天后大鼠体内某些部位汞含量与对照组相比即有显著升高汞蓄积程度随暴露时间延长不断上升而行为观察现象与汞蓄积程度有明显差异同时大鼠体内硒汞元素具有显著相关性表明硒元素可能参与了汞的代谢过程并有可能对汞的毒性作用

3、产生拮抗作用3.在观察污染粮食对大鼠神经递质的影响时发现在短期暴露情况下不超过30天大鼠体内神经递质的变化情况类似实验室低汞剂量暴露情况而对应的汞含量分析表明此时大鼠体内汞含量已经急剧上升神经递质的低汞暴露症状很可能是硒元素拮抗作用的结果长暴露90天后大鼠各组织中的乙酰胆碱出现枯竭的趋势而脑肝和肾中NO含量则急剧上升表现出显著的神经毒性作用4.电子顺磁技术ESR测量大鼠体内自由基结果表明汞污染大米暴露的大鼠体内自由基水平发生了变化活性氧(reactiveoxygen3上海交通大学博士学位论文speciesROS)自由基和脂类自由基的生成都有增加活性氧与c-

4、fos,c-jun的表达及体内一氧化氮水平关系密切汞污染大米诱导体内自由基(ROS,R)增加可能是导致各种细胞损伤和汞神经毒性机制的重要过程5.汞污染大米暴露3天后大鼠脑c-jun,c-fosmRNA及对应的JUN,FOS蛋白都有了显著或极显著表达而脑中汞的含量与对照组相比无显著性差异表明在汞进入脑组织之前即刻早基因c-jun,c-fos已经对外界的汞刺激做出了反应并且c-jun,c-fosmRNA及对应的JUN,FOS蛋白的表达具有持续性表明实验田中的大米应该慎食用同时进一步证明即刻早基因c-jun和c-fos可以作为早期环境汞污染的生物标志物6.基因芯

5、片的尝试研究发现发生显著性改变的功能基因主要涉及到免疫应答及解毒作用遗传信息传递与表达细胞信号传导神经传导细胞增殖与分化细胞凋亡其它未知功能等7组在各组暴露样本中脑中有关细胞信号传导和神经传导功能基因都发生了明显的差异表达这一共性从基因水平上证明了汞通过对信号传导过程的影响发挥其神经毒性的作用提示在细胞信号传导和神经传导过程中发生变化的基因很可能是与汞毒性作用相关的基因另外本研究还发现长期汞污染粮食暴露导致的某些差异表达基因与阿尔茨海默病及学习和记忆相关同时这一点在前面神经系统信号传导相关指标的研究中也得到了印证因此从本论文基因和神经递质两方面的研究结果看

6、对汞诱导AD发生应予以足够的重视本论文实验结果表明长期通过饮食摄入产自WS矿区及QZ化工厂的污染大米将引发大鼠体内神经递质自由基及即刻基因的变化并全面影响大鼠多个功能基因的表达本研究也提示长期食用产自污染区的食品存在着健康风险建议采用生物标志物对有关暴露对象进行必要的监测同时对污染土壤进行修复关键词汞硒神经递质自由基ESR即刻早基因基因芯片4上海交通大学博士学位论文AbstractGuizhouprovinceinSouthwesternChinaisoneoftheworld’smostimportantmercuryproductionareas.Ex

7、plorationanddischargeofmercuryinGuizhoubroughtoutseriousenvironmentalpollutionanddeterioratedlocalecosystemsseverely.However,tillnow,fewattemptshavebeentakentostudythehealthriskoflocalpopulationlivinginanenvironmentwithhighmercurybackground.Suchstudiesarerequiredbecausedataofhealt

8、himpactofchroniclowenvironmentale