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夜间连续人造光加剧邻苯二甲酸二异壬酯诱导的小鼠学习和记忆障碍的机制研究

邻苯二甲酸二异壬酯，夜间人造光，学习记忆障碍

摘要：目的 邻苯二甲酸二异壬酯（DINP）以其高分子量、低毒性等特点成为目前使用最广泛的绿色环保型增塑剂，常用于电气和电子产品，以及包括儿童使用的产品。灯的发明使人工光源广泛应用于各个领域，促进人类的科技、文明和生产力的发展，持续人工光照最常见的健康影响是生物钟的破坏和抑制夜间产生褪黑激素，影响生物的睡眠节律，长时间暴露于夜间人造光( ALAN )可能会对人类健康产生负面影响。广泛接触塑料以及长期在人工光照下，大大增加DINP和ALAN的暴露风险。本研究旨在探究DINP和ALAN联合暴露条件下对小鼠学习记忆能力的影响及其分子机制。方法 将小鼠随机分组，模拟现实中DINP及持续夜间熬夜的真实暴露环境，其中光照组分别每天给予12 h自然光/12 h持续光照 ( 150 lux ) 。以雄性昆明小鼠为受试动物，随机平均分为：阴性对照组(生理盐水)，DINP 剂量组(20、200 mg/kg) ，拮抗组(100 mg/kg VitE)，光照组，DINP+光照组(20 mg/kg DINP +光照组、200 mg/kg DINP +光照组)，光照+ DINP +拮抗组(光照+ 200 mg/kg DINP + 100 mg/kg VitE)。连续染毒28天后，进行水迷宫实验7天，然后处死小鼠，测定脑组织匀浆中活性氧( reactive oxygenspecies, ROS )、丙二醛( malondialdehyde, MDA )、还原型谷胱甘肽( glutathione, GSH )、8-羟基脱氧鸟苷( 8-Hydroxy-2-deoxyguanosine，8-OHdG )、乙酰胆碱酯酶( acetylcholine esterase, AChE )。以及制作组织切片( HE，Nissl染色 )观察其病理损伤；通过免疫组化检测其中抗凋亡蛋白( Bcl-2 )和促凋亡蛋白( Bax )。结果 随着DINP暴露剂量的增加，小鼠发现目标平台的时间越来越长，游泳轨迹逐渐散乱而没有目的性，对目标平台位置记忆能力也有所下降，即小鼠学习认知能力受到明显影响；病理切片显示海马CA 3区椎体细胞出现了程度不一的病理变化，细胞排列由紧密有序到疏松混乱，细胞逐渐透明肿胀或畸形，细胞质内Nissl小体数量显著下降。脑组织中的ROS、MDA、8-OHdG、AChE、Bax含量也逐渐上升，GSH和Bcl-2含量逐渐降低，差异有统计学意义( P<0.05，P<0.01 )。与light + 200 mg/kg DINP 组相比， 200 mg/kg DINP 组 8-OHdG、AChE具有差异性( P<0.05 )；而加入抗氧化剂维生素E ( VitE ) 后，8-OHdG、AChE含量显著下降( P<0.01 )，GSH 显著上升( P<0.05 )，缓解所造成的氧化损伤。结论 随着 DINP 暴露浓度的增加，氧化应激水平增加，进而导致Bax、AChE上升及相应的Bcl-2下降和随之而来的学习和记忆能力下降。持续光照能加重DINP所致小鼠的氧化损伤，致使体内神经细胞的死亡，从而加重小鼠学习和记忆能力受损。抗氧化剂VitE对ALAN和DINP所致的氧化损伤及认知障碍有一定的拮抗作用。说明氧化应激通路可能介导了ALAN和DINP联合暴露所致的学习和记忆能力受损。