生命早期暴露全氟丁烷磺酸对SD大鼠的神经发育毒性及其机制

目的:研究生命早期暴露全氟丁烷磺酸(PFBS)对SD大鼠子代神经发育的影响,并探讨其机制。方法:将受孕SD母鼠随机分为4组,每组5只,分别为对照组(0 mg/kg,生理盐水)和PFBS低(5 mg/kg)、中(50 mg/kg)、高剂量组(500 mg/kg)。在母鼠受孕第2天开始经口灌胃染毒至仔鼠断乳。仔鼠日龄90 d后,每个剂量组随机挑选10只仔鼠处死并取材。光镜下观察仔鼠海马体组织病理学变化;Western blot法检测仔鼠海马体中BDNF、TRKB、PI3K、AKT及P-AKT的蛋白表达水平;逆转录荧光定量PCR(RT-qPCR)法检测Syn1和Syp mRNA的相对表达水平。结果:病理学检测结果显示各个PFBS暴露组仔鼠的海马体均受到损伤,其中高剂量组仔鼠的海马体损伤最严重。Western blot检测结果显示,与对照组相比,各个PFBS暴露组仔鼠的BDNF、TRKB、PI3K、P-AKT蛋白表达水平下调(P<0.01),P-AKT/AKT蛋白表达水平的比值降低(P<0.05)。RT-qPCR检测结果显示,与对照组相比,中剂量组和高剂量组的CREB下游基因Syn1与Syp的mRNA表达水平下调(P<0.05或P<0.01)。结论:生命早期PFBS暴露对大鼠的海马体造成损伤;PFBS损伤海马体BDNF/TRKB/CREB及PI3K/AKT信号通路可能是PFBS的神经发育毒性机制。

麻醉剂依托咪酯诱导斑马鱼幼鱼神经发育毒性

依托咪酯(etomidate,ET)在临床上常被用作麻醉剂。ET长期高剂量地使用会导致人类意识下降和认知障碍等负面效应。但ET对鱼类的神经毒性机制尚不清楚。在本文中,2 hpf(hours post-fertilization)的斑马鱼胚胎暴露于不同浓度ET(0.010、0.091、0.501、9.400、84.31和664.4μg·L^(-1))至168 hpf。通过分析ET对斑马鱼胚胎生理发育、早期行为、细胞凋亡以及多巴胺(dopamine,DA)和γ氨基丁酸(gamma aminobutyric acid,GABA)通路相关基因转录表达水平的影响,评估其对斑马鱼幼鱼神经发育毒性。结果表明,664.4μg·L^(-1)ET显著增大48 hpf和60 hpf斑马鱼胚胎孵化率。0.091μg·L^(-1)和0.501μg·L^(-1)ET诱导168 hpf幼鱼体长减少。0.010、0.091、0.501、9.400、84.31和664.4μg·L^(-1)ET增大48 hpf胚胎畸形评分。0.501、9.400、84.31和664.4μg·L^(-1)ET暴露显著增大96 hpf胚胎畸形评分。0.501、9.400和664.4μg·L^(-1)ET显著增大168 hpf胚胎畸形评分。0.010μg·L^(-1)ET促进了大脑细胞凋亡,而664.4μg·L^(-1)ET抑制了大脑细胞凋亡。行为分析显示,ET所有浓度均抑制触碰行为。0.091μg·L^(-1)ET增强幼鱼游泳行为,而664.4μg·L^(-1)ET减弱游泳行为。并且ET以浓度依赖的方式导致焦虑行为增加。qPCR分析结果表明,低浓度ET显著上调了DA和GABA通路相关基因的转录表达水平,而高浓度ET显著抑制了这些基因的转录表达水平。这些结果表明,ET对发育早期斑马鱼具有明显的神经发育毒性。

全氟辛烷磺酸神经发育毒性机制研究进展

全氟辛烷磺酸(PFOS)是全氟化合物的终端降解产物,在生态环境中能够通过食物链进入生物组织并蓄积,对环境和生物存在潜在危害。动物实验研究发现,PFOS能够通过胎盘和血脑屏障,影响发育期神经系统,其持续性和严重性已引起国内外学者的广泛关注。本文通过对PFOS神经发育毒性效应及其主要机制研究进展进行综述,分析目前研究现状,并对未来PFOS神经发育毒性机制研究提出设想和展望。

甲状腺激素脱碘酶在孕哺期十溴联苯醚(BDE 209)暴露致子代小鼠神经发育毒性中的潜在作用

研究孕哺期BDE209暴露对母鼠胎盘和子代脑组织甲状腺激素脱碘酶（deiodinase,DI）基因表达的影响,及其在子鼠神经发育毒性效应中的作用。将75只雌性昆明小鼠随机分为对照组、低剂量组和高剂量组,暴露BDE20910 d后,与雄鼠合笼,每组选取怀孕时间相近（相差不过2 d）的8只母鼠孕期持续染毒至子鼠断乳。采用实时荧光定量PCR检测孕17～18 d胎盘、出生后60 d子鼠脑组织3种类型脱碘酶基因相对表达,利用Morris水迷宫评价出生后60 d子鼠学习记忆能力,测量第2、16、30和60天子鼠体重,观察孕哺期BDE 209暴露对子代生长发育的作用。结果显示,BDE 209对子鼠出生时体重未见明显影响,出生后30 d,高剂量BDE 209暴露组雌性子鼠体重显著低于对照组子鼠体重（p〈0.05）,而低、高剂量暴露组雄性子鼠体重均显著低于对照组子鼠体重（p〈0.05,p〈0.01）,出生后60 d,BDE 209对子鼠体重影响不明显。BDE 209暴露能够显著延长出生后60 d雌、雄性子鼠逃避潜伏期（p〈0.05或p〈0.01）。BDE209暴露显著降低母鼠胎盘中3种类型脱碘酶（主要是DI-3）基因表达（p〈0.05或p〈0.01）,同时,BDE 209暴露可诱导出生60 d后雄性子鼠脑组织中DI-1基因表达（p〈0.05或p〈0.01）,抑制雄性子鼠脑组织中DI-3基因表达（p〈0.05）,BDE 209暴露对出生后60 d雌鼠脑组织脱碘酶未见明显影响（p〉0.05）。研究结果表明,孕哺期BDE209暴露可能通过影响母鼠胎盘组织脱碘酶（特别是DI-3）基因表达,导致子鼠神经发育毒性效应-学习记忆能力障碍。

铅的神经发育毒性评价方法的研究

铅的神经发育毒性评价方法的研究①符绍莲郑国庆胡江张敬旭北京医科大学妇幼卫生学系北京１０００８３铅是人体非必需的，具有神经毒性的物质，普遍存在于环境中，随着现代工业交通发展将日益增加。铅可通过胎盘影响胎儿。因此，孕妇、胎儿婴儿的健康保护问题，受到普遍的...

铅的神经发育毒性机制

铅是具有神经毒性的重金属元素 ,能影响神经系统的多种功能 ,发育中的神经系统对铅尤为敏感。铅不仅对血脑屏障、神经元及神经胶质细胞发育过程产生神经毒性作用 ,同时还可通过阻断钙通道、干扰蛋白激酶和一氧化氮合酶活性。

工业化学物的神经发育毒性

神经发育性疾病,如孤独症、注意力分散、智力迟滞和脑瘫等是一类很常见的疾病,其治疗费用高昂,会引起终生残疾。这些疾病的病因大多不明。有些工业化学物(如铅、甲基汞、多氯联苯、砷和甲苯)被认为是引起神经发育性疾病和亚临床脑功能不良的原因。胚胎早期暴露于这些化学物,即使对成人无作用的剂量也可引起胚胎脑损伤。这些危险因素的认识促使人们开展以证据为基础的预防措施,比如去除汽油内的铅添加剂。虽然这些预防工作很成功,但大部分工作开展是滞后的。约200种化学物能导致成人临床神经毒作用。尽管缺乏系统的测试,但是许多化学物在动物身上已显现出神经毒作用,而这些化学物对人脑发育毒作用依然未知,对这些化学物缺乏以保护儿童为目标的管理措施。预防化学源性的神经发育缺陷存在两大主要障碍:①神经发育毒性化学物的检测不够;②相关立法所需的严谨证据不足。因此,实施以认识脑发育特有的易损性为基础的预防新方法,检测和控制化学物是必需的。

国外有机磷农药神经发育毒性研究

有机磷农药目前占我国农药使用量的 80 %以上 ,长期低水平暴露对婴幼儿神经系统发育的影响不容忽视。有机磷农药毒作用机制研究甚多 ,众多研究表明 ,乙酰胆碱酯酶除水解乙酰胆碱外 ,还可能作为一种可分泌到胞外调控细胞增殖与轴突生长的神经营养因子 ,在神经系统发育的关键时期影响神经细胞的生长、分化和脑的正常功能。

有机磷农药神经发育毒性作用机制研究进展

有机磷农药是目前使用最为广泛的一种化学合成杀虫剂,它所引起的毒性作用已成为全球关注的公共卫生问题。研究表明,有机磷农药的神经发育毒性作用主要与其不可逆地抑制乙酰胆碱酯酶进而导致乙酰胆碱在突触处的积累有关。而最近也提出了有机磷农药的其他非胆碱酯酶作用机制,这些作用机制涉及兴奋性氨基酸递质系统、多巴胺能神经递质系统、五羟色胺递质系统、cAMP反应单元结合蛋白信号通路和氧化应激等。针对有机磷农药神经发育毒性作用机制的研究现状进行综述。

环境剂量磷酸三(1,3-二氯异丙基)酯多代暴露对斑马鱼子代仔鱼的神经发育毒性

为探究环境剂量磷酸三(1,3-二氯异丙基)酯(TDCIPP)多代暴露对生物体的影响,选取斑马鱼为模型,研究了斑马鱼暴露于0、3、30和300 ng·L^-1TDCIPP至3代后,对每一代子代5 dpf仔鱼神经发育的毒性效应。研究结果表明,F0代暴露于300ng·L^-1TDCIPP 120 d后所产F1代仔鱼的孵化率显著性下降,存活率显著性降低;但对F2代和F3代仔鱼的这些终点指标均无显著性影响。运动行为结果表明,F0代暴露于3和300 ng·L^-1TDCIPP 120 d会导致F1代仔鱼在光暗周期刺激下的游泳速度受到抑制,并伴随着神经元发育基因(ngn1)以及轴突生长标志基因(α1-tubulin、netrin1b和zn5)的显著性上调,相关性分析表明,游泳速度的抑制与ngn1、α1-tubulin和zn5这3个基因的表达显著相关。但对F2代仔鱼,仅300 ng·L^-1TDCIPP导致其游泳速度在黑暗刺激下显著性下降,且导致神经发育和再生相关基因(elavl3、gap43、gfap和shha)表达量显著性下降,但游泳速度的下降与基因表达无显著相关性。继续暴露至F3代仔鱼时,TDCIPP暴露对运动行为不再有显著影响。研究表明,环境剂量TDCIPP多代暴露对子代仔鱼具有神经发育毒性,表现为运动行为受损和神经发育相关基因表达量的改变,但毒性效应随着暴露代数的增加而减弱。

有机磷农药所致神经发育毒性及机制

有机磷农药(organophosphorus pesticides,OPs)产生的毒性除了全身毒性症状外,还具有神经发育毒性,胚胎期和出生后有机磷农药暴露能对快速生长发育中的胎儿和婴幼儿健康造成潜在的危害,并可能持续存在,在短期或远期内诱发某些神经精神类疾病。除胆碱酯酶抑制途径外,其他非胆碱酯酶途径也参与了其神经发育毒性作用,虽然具体机制还未明确,但已发现涉及细胞信号途径。

神经发育毒性初筛实验方法的研究现状

对新化学物质进行神经发育毒性评价对于保护未成年人的身体健康有极其重要的意义。目前用于神经发育毒性评价的方法主要为啮齿类动物体内试验,存在费时、费力、敏感性差等缺点,很难满足目前对大量化学物质进行神经发育毒性评价的需求,因此有必要建立一种或多种灵敏度高、选择性强、经济、快速的选择性方法。目前的选择性方法可以分为哺乳动物细胞水平的体外选择性模型和系统水平的非哺乳动物模型。由于这些选择性模型都是依据毒物对神经系统的作用机制发展起来的,因此所提供的实验数据可靠性较好,但是由于多方面限制,选择性方法还很难完全取代整体动物模型。随着人们对神经系统发育过程相关机制的进一步了解,选择性方法的应用将会越来越广泛。

利用多能干细胞评估神经发育毒性的研究进展

诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)是通过诱导成熟的体细胞表达特定基因得到的与胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESCs)类似的细胞类型[1]。iPSCs和ESCs在体外均具有无限增殖和多向分化的能力,两者在药物筛选、细胞治疗等方面都发挥着重要作用,然而iPSCs来源广泛,取材方便,其获取可以避免医学伦理问题。传统的发育毒性研究方法不仅需要大量的实验动物,而且实验周期长,操作繁琐,还存在种属差异。1981年,Evans和Kaufman[2]首次从小鼠的囊胚内细胞团中获得小鼠ESCs。1997年,Spielmann等[3]利用小鼠ESCs向三胚层分化的特性建立了体外替代模型“胚胎干细胞试验”,并成为体外发育毒性研究的经典方法。随后,人ESCs和人iPSCs被人们获取并应用于发育毒性体外替代模型中,这些人类细胞的应用解决了种属差异问题[4-6]。体外发育毒性模型最初是通过多能干细胞向心肌分化来评估化学物质的毒性作用,之后向其他谱系分化的产物也逐渐被应用到该模型中。

丙烯酰胺神经发育毒性效应及其机制研究进展

丙烯酰胺(ACR)是一种典型的神经毒物,广泛存在于工业原料及食品中。近年来,大量研究证实ACR会影响胎儿发育,并具有潜在的神经发育毒性,其健康风险备受关注。笔者综述了ACR的体内代谢、神经发育毒性效应及其相关机制,并对ACR神经发育毒性的未来研究方向进行了展望。

有机磷农药的神经发育毒性研究进展

本文综述了有机磷农药神经发育毒性的研究进展,包括有机磷农药神经发育毒性的证据、毒代动力学因素以及毒理学机制等。

氯丙嗪在斑马鱼胚胎和早期幼鱼发育过程中的神经毒性作用

目的采用模式动物斑马鱼作为研究对象,观察氯丙嗪(chlorpromazine,CPZ)暴露对胚胎和幼鱼早期神经发育的影响。方法在一般毒性评价的基础上,通过整体胚胎细胞凋亡检测和脑组织病理学检查,了解CPZ对神经发育的器质性改变;采用神经行为学方法,包括幼鱼触动逃避反应、自发运动以及惊恐逃避反射等,研究氯丙嗪暴露所致的神经发育功能性障碍。结果斑马鱼胚胎受精后6 h(6 hpf)～72 hpf暴露于CPZ(≥5 mg/L)可引起胚胎和幼鱼死亡、致畸和幼鱼孵化延迟,并呈浓度和时间依赖性;采用吖啶橙染色检测36 hpf整体胚胎凋亡细胞,发现凋亡细胞主要集中在胚胎中脑、后脑、丘脑以及中后脑连接区、脊索和尾部等处;脑组织病理学检测发现,7dpf幼鱼颅腔增大、脑体积减小、脑细胞缩小且细胞间隙增宽。6～72 hpf CPZ(≥0.0625 mg/L)暴露后,幼鱼神经行为学研究发现,CPZ(≥0.125 mg/L)可引起3dpf幼鱼触觉运动能力下降;CPZ(≥0.5 mg/L)可浓度依赖性地抑制幼鱼自发运动,并出现僵直不动、震颤或快速刻板式转圈运动等行为改变;光惊恐实验中,暗环境下各暴露组幼鱼对突发强光刺激均表现为惊跳逃避,并且暗-光交替期运动加速度变化与对照组无显著差异;在撤除光源后,1mg/L和2 mg/L暴露组幼鱼暗适应时程缩短,而0.125 mg/L和0.25 mg/L暴露组暗适应时程延长,提示CPZ对外界刺激引发的幼鱼活跃游动有抑制和促进双重毒性作用。结论 CPZ暴露对斑马鱼胚胎和幼鱼具有明显的神经发育毒性作用。模式动物斑马鱼作为一种高通量筛选模型在外源性化合物神经发育毒性评价中具有较好的应用前景。

砷神经发育毒性及机制研究进展

砷是一种自然发生的环境毒物,可以通过饮水、呼吸和皮肤接触进入人体内[1-3]。随着砷化合物在工、农、医药等领域的广泛应用,砷毒性对人类健康构成的威胁越来越大。神经系统是砷毒性的重要靶部位。成人慢性砷暴露可导致脑病发生和高级神经系统功能障碍,如学习、近期记忆和注意力受损。

增塑剂DEHP的神经和行为发育毒性

增塑剂邻苯二甲酸二乙基己酯(Di-(2-ethylhexyl)phthalate,DEHP)是一种具有拟雌激素和抗雄激素活性的环境内分泌干扰物,人类和野生动物可通过不同途径终生暴露于DEHP。母体摄入的DEHP可通过胎盘和乳汁转入子代体内并进入脑组织。围生期DEHP暴露性别特异性地改变子代大鼠下丘脑视前区芳香酶活性而影响雌激素合成,并通过改变雌激素受体活性干扰雌激素对脑发育的调节作用。DEHP及其代谢产物可以影响神经细胞的增殖分化和突触形成,干扰性激素调控发育过程中的下丘脑氨基酸递质系统对促性腺激素释放激素分泌的刺激作用,影响中脑多巴胺递质系统发育而诱导自发性多动症。DEHP对脑发育的作用最终影响动物的早期行为、学习记忆和情感等行为发育。