一、慢性锰中毒的神经毒性机制(论文文献综述)
唐顺芳,杨跃,刘颖,明倩,李昌哲,李军[1](2021)在《姜黄素对锰暴露大鼠神经行为学及海马组织氧化应激的影响》文中研究指明目的建立亚慢性锰中毒动物模型, 初步探讨锰对大鼠神经行为学和海马组织氧化应激的影响及姜黄素对锰中毒大鼠神经毒性的保护作用。方法于2019年7至12月, 将80只SPF级雄性SD大鼠, 按体重采用随机数字表法分为8组, 分别为空白对照组, 低、中、高剂量染锰组, 低、中、高剂量姜黄素拮抗组及姜黄素组, 每组10只大鼠。低、中、高剂量染锰组分别给予5、10和15 mg/kg四水氯化锰(MnCl2·4H2O)腹腔注射染毒, 低、中、高剂量姜黄素拮抗组给予15 mg/kg MnCl2·4H2O腹腔注射染毒并经口分别给予100、200和400 mg/kg的姜黄素, 姜黄素组经口给予400 mg/kg姜黄素。每周染毒5 d, 1次/d, 连续染毒16周。染毒结束后对各组大鼠进行神经行为学测试(平衡木试验、水迷宫试验和避暗试验), 取大鼠海马组织做病理学检查并检测其氧化应激指标。结果平衡木试验结果显示, 与空白对照组比较, 中、高剂量染锰组大鼠平衡木评分均增高(P<0.05);与高剂量染锰组比较, 低、中、高剂量姜黄素拮抗组平衡木评分均降低(P<0.05)。水迷宫试验结果显示, 与空白对照组比较, 从第3天开始, 中、高剂量染锰毒组逃避潜伏期延长(P<0.05), 各剂量染锰组穿环次数均降低(P<0.05);与高剂量染锰组比较, 从第3天开始, 中、高剂量姜黄素拮抗组逃避潜伏期缩短、穿环次数增加(P<0.05)。避暗试验结果显示, 与空白对照组比较, 中、高剂量染锰组避暗试验错误次数增多(P<0.05);与高剂量染锰组比较, 中、高剂量姜黄素拮抗组避暗试验错误次数降低(P<0.05)。病理学检查可见, 染锰组大鼠出现不同程度的神经细胞变性、坏死, 细胞结构模糊不清且数量减少, 姜黄素拮抗后上述现象改善。氧化应激指标结果显示, 与空白对照组比较, 中、高剂量染锰组大鼠海马组织超氧化物歧化酶活力降低、丙二醛含量增加(P<0.05);与高剂量染锰组比较, 中、高剂量姜黄素拮抗组超氧化物歧化酶活力增高、丙二醛含量减少(P<0.05)。结论亚慢性锰暴露可致大鼠平衡功能、学习记忆能力下降, 海马组织神经细胞损伤且处于氧化应激状态;姜黄素能提高锰中毒大鼠的平衡功能和学习记忆能力, 改善锰暴露所致大鼠海马组织神经损害, 对锰导致的神经毒性具有一定的保护作用。
张开琴[2](2021)在《锰暴露导致成年SD大鼠运动障碍及苍白球蛋白质表达谱的变化》文中研究指明
姜璘[3](2021)在《氯化锰对小鼠精原干细胞的损伤及机制研究》文中提出目的:通过对体外培养的小鼠精原干细胞给予氯化锰干预,探讨氯化锰对体外培养精原干细胞造成损伤的分子机制。方法:1.体外培养DBA系小鼠精原干细胞,按照0、25、40、50μmol/ml的浓度进行氯化锰干预,对照组精原干细胞不做任何处理,观察SSCs的增殖情况。2.MTT法检测不同浓度氯化锰干预后SSCs的增殖情况。3.Brd U法检测氯化锰干预后Brd U阳性细胞变化情况。4.Hochest法检测氯化锰干预后SSCs细胞周期变化情况。5.RT-qPCR技术检测精原干细胞干性维持基因MVH、PLZF、Pou5f1、GFRa1以及细胞周期相关基因Ccnd1、Ccnd2以及Ccne的mRNA表达情况。6.Western blot检测SSCs干性维持、细胞周期及凋亡相关蛋白表达情况。7.RNA-seq技术分析氯化锰干预后SSCs转录组水平变化情况。结果:1.氯化锰处理后导致SSCs增殖减缓。MTT法结果显示在25、40、50μmol/ml浓度的氯化锰干预3d后,SSCs增殖明显减缓(P<0.01),且细胞数量显着减少(P<0.01)。且细胞增殖减缓的程度随氯化锰剂量增加而逐渐加重。2.根据MTT法实验结果,选取30μmol/ml氯化锰干预SSCs 3d后,Hochest染色后进行细胞流式分析。结果显示,与对照组相比,氯化锰干预后导致G0/G1期细胞显着增加(P<0.01),在S期SSCs的数量显着减少(P<0.01)。表明氯化锰干预后SSCs的细胞周期被阻滞在G0/G1期。氯化锰干预SSCs后细胞增殖减少可能是由于细胞周期异常调控导致的。3.氯化锰干预后对SSCs干性相关基因MVH、Plzf、Pou5f1、GFRa1以及细胞周期相关基因Ccnd1、Ccnd2以及Ccne mRNA的表达影响。结果显示与对照组相比,30μmol/ml氯化锰干预后的SSCs,干性相关基因MVH、Pou5f1、GFRa1 mRNA表达显着降低(P<0.01),Plzf mRNA表达降低(P<0.05)。细胞周期相关基因Ccnd1、Ccnd2以及Ccne mRNA表达显着降低(P<0.01)。4.氯化锰处理后对SSCs分化、周期以及凋亡相关蛋白的表达影响:与对照组相比,30μmol/ml氯化锰干预后,分化型SSCs标记蛋白C-Kit表达显着降低(P<0.01),未分化精原干细胞的标记蛋白GFRa1、Plzf表达显着降低(P<0.01),细胞周期相关蛋白Ccnd2以及Ccne表达显着降低(P<0.01)。5.RNA-seq结果表明,与对照组相比,30μmol/ml氯化锰干预后,有418个基因的表达显着上调、262个基因的表达显着下调。差异基因主要富集于氧化应激等生物学过程中。KEGG通路分析发现HIF-1通路等信号通路发生改变。结论:1.氯化锰干预后SSCs细胞周期被阻滞在G0/G1期,处于S期的SSCs减少。2.通过降低SSCs干性相关基因Plzf、GFRa1的表达,影响SSCs的干性。细胞周期相关蛋白CCND家族表达下降导致SSCs细胞周期出现紊乱。3.RNA-seq结果显示氯化锰干预后SSCs基因表达出现差异,信号通路出现改变。其中一些SSCs干性相关基因表达降低,以及通路的改变都导致了SSCs增殖的降低。
王璨[4](2019)在《锰干扰SNARE复合物介导的突触囊泡融合导致谷氨酸和γ-氨基丁酸释放障碍的实验研究》文中研究说明目的:锰(Manganese,Mn)广泛分布于生物圈,在人体内含量甚微但却是必需微量元素,在体内众多代谢过程中扮演重要角色。长时间暴露于锰环境中,锰可通过血脑屏障进入脑内,沉积在黑质及纹状体中,造成广泛的病理性损伤,产生相应的神经系统受损症状,称之为锰中毒。目前研究主要集中于以下几种机制:多巴胺耗竭、线粒体功能障碍、神经递质释放异常和氧化应激,但其具体机制还不明确。有研究表明,锰暴露会干扰脑内神经元的神经递质信号传递,而干扰氨基酸类神经递质释放是锰致神经退行性疾病的一个重要的细胞分子学机制。可溶性N-甲基马来酰胺敏感因子附属蛋白受体(Soluble N-ethylmaleimide-sensitive accessory protein receptor,SNARE)是突触囊泡融合过程中的核心成分,而且参与几乎所有分泌细胞的胞吐过程,由Syntaxin-1,VAMP-2和SNAP-25三种蛋白组成。其中SNAP-25能与Synaptotagmin作用,在突触囊泡停泊中发挥重要作用;Syntaxin-1与Munc 18蛋白结合可抑制其正常生理功能,干扰SNARE复合物的形成;VAMP-2可与Synaptophysin结合形成新的复合物,作为VAMP-2储备池,使突触囊泡能应对突然增加的神经递质释放的需求。α-突触核蛋白(Alpha-Synuclein,α-Syn)主要位于中枢神经系统神经突触前膜末梢和细胞核膜上,在生理状态下其单体对神经元有保护作用,可以参与突触传递、调节突触囊泡的密度、提高神经元细胞的可塑性以及维护突触的正常功能。有研究表明α-Syn可以结合VAMP-2,促使SNARE复合物的形成,从而促进囊泡与突触前膜融合。有研究认为α-Syn的寡聚中间体可能是由α-Syn介导的细胞死亡过程中的一个重要进程。大量研究表明α-Syn与突触囊泡形成及融合关系密切,于是我们推测在α-Syn过表达的神经元中,α-Syn易聚集,导致突触囊泡功能失调,最终发展为神经退行性疾病。钙蛋白酶(Calpain)可以裂解多种细胞溶质内、细胞膜上或细胞骨架上的蛋白质,可改变多种内源性蛋白质的完整性、位置和活性,从而激活或抑制其基本生理功能。最近有研究表明,SNAP-25是Calpain的裂解底物之一。本研究分别以原代培养神经元、成年昆明小鼠、SH-SY5Y细胞系为研究对象,建立神经元的锰暴露模型,研究锰对突触囊泡融合的影响;建立SH-SY5Y细胞系的锰染毒模型,研究锰致SNARE复合物形成障碍机制;建立锰短期重复暴露动物模型,研究锰致Glu和GABA释放障碍机制。以锰影响SNARE复合物的形成为出发点,用钙蛋白酶抑制剂抑制Calpain活性,再利用shRNA干扰技术,抑制α-Syn基因和蛋白的表达,进一步探讨锰干扰突触囊泡融合的具体机制,为锰致神经毒性机制的研究提供实验依据。研究方法:1、体外培养新生鼠神经元,经神经元特异性烯醇化酶(Neuron-specific enolase,NSE)免疫荧光鉴定阳性率90%以上可进行后续实验。先将神经元分为5个剂量组,染毒终浓度分别为0、25、50、100、200μM,每个剂量组都分别在0、6、12、24h时检测噻唑蓝(Methyl thiazolyl tetrazolium,MTT)及乳酸脱氢酶(Lactate dehydrogenase,LDH),用以检测神经元活力。根据上述实验结果,选择100μM这一染毒终浓度,分别暴露0、6、12、18、24h,进行后续指标检测。分别用PCR和Western blotting方法测定Syntaxin-1,VAMP-2,SNAP-25,Synaptophysin,Synaptotagmin 1和Munc 18的mRNA及蛋白表达;免疫荧光和免疫共沉淀方法检测Syntaxin-1和Munc 18及Synaptophysin与VAMP-2之间的相互作用;用非变性Western blotting方法检测SNARE复合物形成水平;FM1-43荧光染色检测活动性突触囊泡的融合。2、将SH-SY5Y细胞分为六个剂量组,分别为对照组,200μM锰处理组,shRNA转染组,shRNA转染+200μM锰处理组,错译shRNA转染组,错译shRNA转染+200μM锰处理组。用倒置荧光和分子学实验方法鉴定慢病毒转染效率;检测细胞活力及培养液中LDH的释放量;测定Syntaxin-1,VAMP-2,SNAP-25和Synaptophysin的mRNA及蛋白表达;检测α-Syn与VAMP-2及Synaptophysin与VAMP-2之间的相互作用;检测SNARE复合物的形成以及活动性突触囊泡的融合。3、用成年SPF级昆明小鼠48只,按体重随机分为8组,分别为生理盐水对照组,25、50、100μmol/kg氯化锰染毒组,100μg/kg钙蛋白酶抑制剂——Calpeptin对照组,Calpeptin预处理组:分别用25、50、100μg/kg Calpeptin预处理2h后,再注射100μmol/kg氯化锰。每组6只,雌雄各半。连续染毒24天,分别在第8、16、24天进行旷场实验,24天旷场实验结束后取大脑基底核进行指标检测。用微波消解-原子吸收法检测脑内锰含量;测定细胞内Ca2+浓度及Calpain活性;通过透射电镜进行基底核突触体观察;用高效液相色谱(High performance liquid chromatography,HPLC)法检测大脑基底核神经突触间隙内源性谷氨酸(Glutamate,Glu)和γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)浓度;测定Syntaxin-1,VAMP-2和SNAP-25的mRNA及蛋白表达;检测SNARE复合物形成水平和活动性突触囊泡的融合。结果:1、随着染锰剂量的增加(0-200μM)及时间的延长(0-24h),神经元的活力不断下降,呈剂量-时间依赖效应关系。在染锰剂量为100μM时最有利于后续实验的毒性判断,故选择此剂量进行不同时点染毒。各组神经元Synaxtin-1蛋白表达未发生明显改变,SNAP-25蛋白表达呈时间依赖性下降,VAMP-2和Munc 18蛋白呈时间依赖性升高。Syntaxin-1和Munc 18之间的蛋白相互作用在18h和24h时明显升高,VAMP-2和Synaptophysin之间的蛋白相互作用可见二者结合在12h时明显升高;但在24h显着下降。100kDa的SNARE复合物形成一直处于下降趋势,而80kDa的SNARE复合物在染锰12h时出现升高现象,但在染锰24h下降。突触囊泡融合水平与80kDa的SNARE复合物形成结果趋势一致。2、慢病毒干扰α-Syn表达模型,转染效率达到90%以上,可以有效的降低α-Syn mRNA和蛋白的表达。锰处理细胞24h后,LDH释放量,细胞凋亡率,α-Syn及VAMP-2的mRNA和蛋白表达均升高,并且α-Syn与VAMP-2之间的相互作用增强,Synaptophysin与VAMP-2之间的相互作用减弱,使VAMP-2不能行使正常的生理功能,SNARE复合物的形成及FM1-43标记的突触囊泡释放减少。用100μM锰分别处理α-Syn表达下调细胞和正常细胞对比发现,α-Syn表达下调细胞损伤程度明显下降,Synaptophysin与VAMP-2之间的相互作用明显恢复,并且α-Syn与VAMP-2之间的相互作用也减弱,SNARE复合物的形成及FM1-43标记的突触囊泡释放增多。携带错译shRNA慢病毒转染的细胞对各项指标没有影响。3、与对照组相比,100μmol/kg染锰组小鼠连续染毒24天后,旷场实验显示其平均速度和在中心区域停留时间与对照组相比都明显下降,且随着染锰剂量的升高,小鼠基底核内锰含量明显升高,电镜结果显示100μmol/kg染锰组小鼠突触囊泡数量下降,突触前后膜融合,突触后致密物增厚,这些结果提示了小鼠亚急性锰暴露模型建立成功。50、100μmol/kg染锰组小鼠细胞内钙离子浓度和钙蛋白酶活性均明显升高;各染毒组小鼠Syntaxin-1蛋白表达未发生明显改变,SNAP-25蛋白表达发生不同程度下降,在50、100μmol/kg染锰组小鼠出现SNAP-25-N端裂解碎片,VAMP-2蛋白表达出现不同程度的升高;SNARE复合物80kDa蛋白复合物在25、50μmol/kg染锰组明显升高,在100μmol/kg染锰组下降,100kDa蛋白复合物没有明显变化;FM1-43染色显示50μmol/kg染锰组小鼠活动性囊泡明显升高,100μmol/kg染锰组小鼠明显下降。用Calpeptin干预后,与100μmol/kg染锰组小鼠比较,基底核内锰浓度和钙离子浓度均未发生改变;随着钙蛋白酶抑制剂浓度升高,各干预组小鼠Syntaxin-1蛋白表达未发生明显改变,SNAP-25蛋白表达发生不同程度升高,100μg/kg Calpeptin干预组小鼠未检出SNAP-25-N端裂解碎片,VAMP-2蛋白表达未出现明显改变;SNARE复合物100kDa蛋白复合物在50、100μg/kg Calpeptin干预组明显升高,80kDa蛋白复合物没有明显变化;FM1-43染色显示100μg/kg Calpeptin干预组活动性囊泡明显增多。结论:锰可通过干扰SNARE复合物相关蛋白表达导致SNARE复合物形成障碍。其具体机制可能为:锰致细胞内钙离子超载,活化Calpain,特异性地裂解SNAP-25;同时促使α-Syn蛋白表达升高,与VAMP-2蛋白结合增加,束缚了VAMP-2与Synaptophysin的正常结合,影响其正常生理功能,干扰SNARE复合物形成,引起突触囊泡融合下降,Glu和GABA释放降低,引发神经毒性。此研究不仅为预防和治疗锰中毒及其他神经退行性疾病提供一定的实验和理论依据,而且在加强锰中毒防治和保护锰接触者健康方面有重要的现实意义。
温平镜[5](2019)在《PAS-Na对ERS-Txnip/Nlrp3炎症通路介导锰神经毒性的干预研究》文中研究说明目的锰(Mn)是人体必需微量元素,参与身体各种重要的生理过程。但长期过量锰暴露会引起锰中毒,损害椎体外系和学习记忆力。海马是主导学习记忆的主要脑区,也是锰中毒累及的主要脑区之一。据研究,锰暴露激活小鼠海马小胶质细胞,NOD样受体蛋白3(Nlrp3)炎性体表达增高,炎症反应增强。细胞内质网应激(ERS)可促进细胞氧化应激,进而诱导硫氧还蛋白互作蛋白(Txnip)高表达,并激活Nlrp3炎症小体。对氨基水杨酸钠(PAS-Na)属于非甾体抗炎药,具有抗炎、抗氧化作用,可抑制小胶质细胞的活化和炎症反应,且本团队此前研究发现PAS-Na治疗对锰中毒患者疗效较好。因此,本研究拟通过体内外实验探讨PAS-Na对ERS-Txnip/Nlrp3炎症小体信号通路介导锰神经毒性的干预作用机制。方法1体外研究:体外试验选大鼠小胶质细胞系-HAPI细胞为研究对象。(1)首先用噻唑蓝(MTT)法检测不同浓度锰、PAS-Na暴露24h后的HAPI细胞存活率;(2)药物试验分组及处理如下:①锰损伤模型:分为对照、低、中、高锰组,分别给予0、50、100、200 μmol/L(μM)Mn暴露;②PAS-Na干预组:分为对照组、染锰组、低、中、高PAS-Na组(L-、M-、H-PAS-Na组)及PAS-Na组,分别给予完全培养基、Mn 200 μM、Mn 200 μM+PAS-Na 100、Mn 200μM+PAS-Na 200、Mn 200 μM+PAS-Na 400 μM及PAS-Na 400 μM;③牛磺熊脱氧胆酸(TUDCA)抑制组:对照组、染锰组、二甲基亚砜组(DMSO组)、TUDCA组、TUDCA抑制组,分别给予完全培养基、Mn 200μM、DMSO、TUDCA 100 μM、TUDCA 100+Mn 200μM暴露;④白藜芦醇(Resveratrol)抑制组:对照组、染锰组、DMSO组、Resveratrol组、Resveratrol抑制组分别给予完全培养基、Mn 200μM、DMSO、Resveratrol 20 μM、Resveratrol 20+Mn 200 μM 暴露;(3)用活性氧族(ROS)试剂盒检测锰损伤模型组、PAS-Na干预组及TUDCA抑制组的ROS生成水平;(4)蛋白免疫印迹法(WB)检测淋巴细胞瘤-2基因(Bcl-2)、Bcl-2x蛋白(Bax)、Nlrp3、Caspase-1、Txnip、(肌醇酶-1)IRE1蛋白表达;(5)酶联免疫吸附试验(Elisa)检测丙二醛(MDA)、蛋白质羰基(PCO)、白细胞介素(IL)-18、IL-1β、Txnip;(6)实时定量聚合酶链反应(RT-PCR)检测:Bcl-2、Bax、Nlrp3、Caspase-1、Txnip、IRE1、IL-18、IL-1β信使核糖核酸(mRNA)表达。2体内试验:(1)动物分组:①锰中毒模型:48只SD大鼠按体重随机分为对照组、低、中、高锰组,每组12只,锰(MnC12.4H20)剂量分别为5、10、20mg/kg,对照组腹腔注射等量生理盐水,1次/天×5天/周×8周;②PAS-Na治疗模型:72只SD大鼠按体重随机分为6组,每组12只,分别为对照组、染锰组、L-、M-、H-PAS-Na组及PAS-Na组。首先对照组和PAS-Na组均腹腔注射灭菌生理盐水,染锰组、L-、M-、H-PAS-Na组均腹腔注射Mn C12·4H20,剂量为20 mg/kg,1次/天×5天/周×8周。接着对照组和染锰组腹腔注射生理盐水,L-、M-、H-PAS-Na组及PAS-Na组分别背部皮下注射 PAS-Na 100、200、300、300 mg/kg,1 次/天 × 5 天/周 × 6 周。(2)观察指标:①每天观察动物症状、记录并称重;②学习记忆能力检测:每组选9只大鼠进行Morris水迷宫实验;③实验结束,收集血样,分离脑组织及其他脏器并称重计算脏器系数;④用石墨炉原子吸收光谱法和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分别检测血锰和海马锰浓度。⑤透射电镜观察海马神经元超微结构改变;⑥免疫组化法检测Bax、Bcl-2阳性细胞表达。WB、PCR、Elisa检测指标与体外试验一致。结果1体外研究:(1)PAS-Na及锰对HAPI细胞存活率的影响:染锰200、300、400 μM使HAPI细胞存活率分别下降至86.6%、73.6%、57.4%(P<0.01或0.05)。100、200、300、400、600μM PAS-Na 暴露 24h 对 HAPI 细胞存活率无影响(P>0.05)。(2)PAS-Na对染锰HAPI细胞凋亡相关基因表达的影响:与对照组比较,高锰组Bax mRNA和蛋白表达升高(P<0.01),中、高锰组Bcl-2 mRNA亦升高(P<0.05)。在PAS-Na干预试验中,染锰组Bax mRNA及蛋白表达均升高,Bcl-2 mRNA及蛋白表达均降低(P<0.01或0.05);与染锰组比较,各浓度PAS-Na干预组Bax表达降低,Bcl-2表达升高,提示PAS-Na对Bax和Bcl-2基因的异常表达有拮抗作用(P<0.01或0.05)。(3)PAS-Na对染锰HAPI细胞炎症反应的影响:与对照组比较,染锰使Nlrp3 mRNA和蛋白、Caspase-1蛋白表达升高(P<0.01)。IL-18含量、IL-1β mRNA及含量亦升高(P<0.01 或0.05)。经PAS-Na干预后,Nlrp3 mRNA和蛋白、Caspase-1蛋白、IL-1β mRNA低于染锰组(P<0.01或0.05)。(4)PAS-Na对染锰HAPI细胞氧化应激的影响:HAPI细胞ROS水平随着染锰剂量增加而升高。高锰组MDA含量亦高于对照组(P<0.05)。染锰组ROS阳性细胞明显增多,L-、M-、H-PAS-Na干预均可拮抗这种效应。(5)PAS-Na对染锰HAPI细胞Txnip表达的影响:高锰组Txnip蛋白相对表达量和蛋白浓度升高(P<0.01或0.05)。L-、M-、H-PAS-Na组Txnip蛋白相对表量低于染锰组(P<0.01或0.05)。(6)PAS-Na对染锰HAPI细胞IRE1表达的干预作用:高锰组IRE1 mRNA和蛋白表达高于对照组(P<0.01)。H-PAS-Na治疗组IRE1 mRNA和蛋白表达低于染锰组(P<0.01)。(7)TUDCA对Txnip/Nlrp3信号通路的抑制作用:与染锰组比较,TUDCA抑制组ROS生成水平下降,IRE1 mRNA及蛋白、Txnip蛋白相对表达量和蛋白浓度、Caspase-1 mRNA、IL-1β mRNA及含量均有不同程度降低(P<0.01 或 0.05)。(8)Resveratrol对Txnip/Nlrp3信号通路的抑制作用:与染锰组比较,Resveratrol 抑制组 Txnip mRNA 及蛋白、Nlrp3 mRNA 及蛋白、Caspase-1 和IL-1β mRNA均有不同程度降低CP<0.01或0.05)。2.体内研究:(1)PAS-Na对染锰大鼠生长发育的影响:8周染锰大鼠出现腹泻、食欲不振、易激惹现象,大鼠体重随染锰剂量增加而减轻(P<0.05或0.01),高锰组肝、肾系数明显高于对照组。经6周PAS-Na治疗后,大鼠中毒症状消失,各组大鼠体重及肝、肾系数亦未见明显差异。(2)PAS-Na对染锰大鼠血、海马锰含量的影响:8周染锰大鼠血锰浓度随染锰剂量增加而升高(P<0.01)。低、中、高染锰组海马锰浓度都高于对照组(P<0.01)。而L-、M-、H-PAS-Na组血、脑锰随PAS-Na治疗剂量增加而降低(P<0.01或0.05)。(3)PAS-Na对染锰大鼠学习记忆的影响:Morris水迷宫试验第三至第五天高锰组大鼠游泳路程和逃避潜伏期均大于对照组(P<0.01或0.05)。高锰组大鼠平台穿越次数显着下降(P<0.05)。经6周PAS-Na治疗后,各组动物游泳路程、逃避潜伏期均有所恢复,并接近至对照组水平,其平台穿越次数亦无差异。(4)PAS-Na对染锰大鼠海马损伤的干预作用:锰暴露使海马Bax阳性细胞增多,且BaxmRNA和蛋白表达亦升高(P<0.01或0.05),高锰组Bcl-2 mRNA和蛋白表达低于对照组(P<0.01),中、高锰组海马神经元均出现不同程度变性。经6周PAS-Na治疗后,染锰组仍见较多Bax阳性细胞,各PAS-Na治疗组只见少量Bax阳性细胞。染锰组Bax mRNA及蛋白表达均升高,Bcl-2蛋白表达降低(P<0.01或0.05),PAS-Na治疗对染锰组Bax和Bcl-2异常表达有拮抗作用。染锰组神经元仍有轻微变性,PAS-Na治疗组海马神经元均恢复正常。(5)PAS-Na对染锰大鼠海马炎症反应的影响:高锰组Nlrp3 mRNA及蛋白表达高于对照组和低、中锰组(P<0.01),中、高锰组Caspase-1 mRNA及蛋白表达升高(P<0.01或0.05)。中锰组IL-18 mRNA及含量和中、高锰组 IL-1β mRNA 高于对照组(P<0.01 或 0.05)。H-PAS-Na 组 Nlrp3 mRNA和Caspase-1蛋白表达低于染锰组,M-、H-PAS-Na组IL-18 mRNA及含量、IL-1β mRNA及含量亦下降(P<0.01)。(6)PAS-Na对染锰大鼠海马氧化应激的影响:与对照组比较,高锰组 MDA、PCO 均升高(P<0.01或 0.05)。H-PAS-Na 组 MDA 和 PCO 含量均低于染锰组(均P<0.05)。(7)PAS-Na对染锰大鼠海马Txnip表达的影响:高锰组Txnip蛋白相对表达量和蛋白含量高于对照组(P<0.01或0.05)。H-PAS-Na组Txnip mRNA和蛋白表达低于染锰组(均P<0.01)。(8)PAS-Na对染锰大鼠海马IRE1表达的影响:中、高锰组IRE1 mRNA和蛋白表达高于对照组(P<0.01或0.05)。H-PAS-Na组IRE1mRNA和蛋白表达低于染锰组(均P<0.01)。结论(1)染锰可影响大鼠生长发育,导致其体重减轻,肝、肾系数增高,PAS-Na对锰中毒大鼠生长发育有一定干预作用。(2)染锰使大鼠血、海马锰浓度升高,损害海马进而影响学习记忆能力。PAS-Na具有促排锰作用,可缓解海马损伤。(3)染锰可能诱导了 HAPI细胞和海马小胶质细胞ERS,引起细胞氧化损伤,激活Txnip/Nlrp3信号通路介导炎症反应,使神经细胞损伤。PAS-Na治疗可抑制ERS-Txnip/N1rp3炎症小体信号通路激活,使锰中毒炎症反应减轻。
李慧颖[6](2019)在《锰对SH-SY5Y细胞中BNIP3介导的线粒体动态平衡的影响》文中指出目的:探讨锰对SH-SY5Y细胞的损伤作用,从线粒体动态平衡的角度探讨锰对神经元的影响,及BNIP3在此过程中的调控作用,从而为进一步阐明锰神经毒性的机制以及为锰中毒预防和治疗提供科学依据。方法:①以人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞作为多巴胺能神经元的体外模型,建立沉默BNIP3基因及过表达BNIP3基因的细胞模型。②应用CCK-8方法分析锰对SH-SY5Y细胞的生存活力以及生长增殖能力的影响。③应用多巴胺ELISA检测试剂盒检测锰对SH-SY5Y细胞多巴胺分泌的影响。④用蛋白免疫印迹技术检测锰对SH-SY5Y细胞线粒体融合蛋白Mfn1和Mfn2、分裂蛋白Drp1以及自噬标记蛋白LC3表达的影响。⑤用细胞免疫化学染色技术检测锰对SH-SY5Y细胞的BNIP3蛋白、线粒体融合蛋白Mfn1和Mfn2、分裂蛋白Drp1以及自噬标记蛋白LC3表达的影响。结果:①通过CCK-8检测发现,各染锰组细胞的存活率与对照组相比显着减少(P<0.05),呈剂量-时间相关效应。②通过ELISA检测发现,经过锰干预后,多巴胺分泌量降低,沉默BNIP3后可见多巴胺分泌量增加。③蛋白免疫印迹实验显示,经过锰干预后,Mfn1、Mfn2、LC3-II蛋白的表达量增加,Drp1蛋白的表达量减少;沉默BNIP3基因后,Mfn1、Mfn2、LC3-Ⅱ蛋白的表达量减少,Drp1蛋白的表达量增加;过表达BNIP3基因后,Mfn1、Mfn2、LC3-II蛋白的表达量增加,Drp1蛋白的表达量减少④细胞免疫化学染色实验显示,BNIP3、Mfn1、Mfn2、LC3、Drp1蛋白均在细胞质中表达,经过锰干预后,BNIP3、Mfn1、Mfn2、LC3蛋白的表达量增加,Drp1蛋白的表达量减少;沉默BNIP3基因后,Mfn1、Mfn2、LC3-II蛋白的表达量减少,Drp1蛋白的表达量增加;过表达BNMP3基因后,Mfn1、Mfn2、LC3蛋白的表达量增加,Drp1蛋白的表达量减少结论:①锰可以使线粒体发生过度自噬,并呈剂量-时间相关性,造成神经细胞功能障碍,并引起细胞凋亡。②BNIP3对锰诱导的线粒体自噬具有调控作用,能促进线粒体融合,减少线粒体分裂,使细胞发生线粒体自噬作用。③沉默BNIP3基因能有效减少线粒体的过度自噬。④BNIP3参与调控线粒体自噬,并与锰中毒性帕金森综合征的发病机制存在相关性。
王慧[7](2018)在《基于蛋白质组学与代谢组学的锰毒性作用机制研究》文中进行了进一步梳理随着现代工业的快速发展,环境中的金属污染问题日益严重。锰是人和动物体内必需的微量元素,但同时锰也是环境污染物。每年大约有3700吨的锰被释放到环境中,造成环境中锰含量逐渐增加。锰以各种方式在生态系统中迁移循环,可通过不同的摄入途径积累于动物体,最终会导致动物死亡及影响动物性食品安全;锰富集于动植物可经过食物链由人体吸收。摄入过多的锰会在体内过量蓄积,可导致以黑质中失去多巴胺能神经元及细胞内出现异常蛋白为特征的类似帕金森病的神经退行性疾病,但是发病机制还不完全清楚。目前由于锰产生毒性作用的原因有多种,而且存在广泛的易感群体,因此锰的毒性作用及慢性低浓度锰暴露已成为公共健康卫生广泛关注的议题。本研究应用蛋白质组学、代谢组学高通量分析等技术,在整体水平系统分析锰暴露产生毒性作用时体内蛋白质及小分子代谢产物组成的变化及其代谢通路。主要研究内容及结果如下:1.构建锰中毒大鼠模型。饮用水中添加200 mg/L的锰,持续暴露5周。动物行为学视频分析系统显示,与正常对照组相比,模型组大鼠出现运动行为学改变,旷场试验中运动区域和距离明显减少;血浆和大脑中出现神经退行性疾病典型病理特征:β-淀粉样蛋白1-40(Αβ1-40)的水平明显升高。2.锰在体内分布并不均匀,锰暴露能引起肝损伤及肠道炎症。锰暴露产生毒性过程中对体重并无明显影响;但是肝指数显着降低;血清中胆固醇水平显着升高;病理组织学显示,肝脏出现广泛的肝细胞变性、坏死、细胞核溶解等病变;提示长期高浓度锰暴露具有一定的肝损伤作用;十二指肠肠绒毛可见嗜酸性粒细胞浸润、红细胞堆积、顶端细胞变性坏死等病变,说明经口锰暴露可引起肠道炎症。锰、铜、铁、锌四种金属微量元素在各器官中的分布并不相同,含量由高到低分别为:Fe>Zn>Cu>Mn;其中,锰在肝脏中的含量最高,肝损伤可能与锰在肝组织富集有关。3.锰暴露改变了肠道黏膜蛋白表达谱。本研究利用iTRAQ定量蛋白质组学技术,共鉴定到十二指肠黏膜蛋白质组3012个;有显着性差异的蛋白有175个,其中67个蛋白点表达明显上调,108个蛋白点表达明显下调;GO注释和KEGG通路分析表明,这些蛋白主要与胰腺分泌、蛋白质消化吸收、脂肪消化吸收、氨基酸生物合成、脂质新陈代谢、老年痴呆症和帕金森症、矿物质吸收等代谢及信号传导通路有关;差异蛋白中Prss1、Cela2a、Ctrl、Cela3b等16种蛋白质在互作蛋白的相互作用网络中有多种作用,可能参与调控多种生命活动,被认为是关键节点蛋白。4.锰暴露扰乱了血浆代谢谱。本研究应用UHPLC-Q-TOF/MS的非靶向代谢组学技术共鉴定到与锰暴露有关的36种血浆代谢物,其中12种代谢物显着上调,24种代谢物明显下调;这些代谢物主要涉及嘌呤代谢、氨基酸代谢和脂肪酸代谢。牛磺脱氧胆酸(Taurodeoxycholic acid)、5-羟吲哚乙酸盐(5-Hydroxyindole acetate)、色胺(Tryptamine)、尿刊酸(Urocanic acid)、3-甲氧基-4-羟苯基乙二醇硫酸盐(3-methoxy-4-hydroxyphenyl glycol sulfate)、D-脯氨酸(D-proline)、β-羟基丙酮酸(bata-hydroxypyruvic acid)、硬脂酰胺(Stearamide)等可能是锰暴露潜在的生物标志物。5.锰暴露激活了外周血T淋巴细胞,引起炎症反应,导致抗氧化能力降低。流式细胞仪检测结果表明,锰处理组外周血CD3+、CD4+T淋巴细胞的比例明显高于对照组;ELISA检测发现血浆中一氧化氮(NO)、γ–干扰素(IFN-γ)、NF-κB等炎性细胞因子大量表达;抗炎性细胞因子IL-10的水平明显低于对照组;Western blot显示大脑中胶质纤维酸性蛋白(GFAP)大量表达,说明锰暴露会导致T淋巴细胞活化及全身的炎症反应,进而激活了星形胶质细胞。另外,锰暴露能明显抑制以微量元素为活性中心的抗氧化酶:谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)、超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化氢酶(CAT)的活性,从而使机体的总抗氧化能力(T-AOC)降低。综上所述,锰诱导产生的组织和神经元损害机制包括:肝损伤、引起肠道炎症、改变肠黏膜蛋白表达谱、扰乱血浆代谢谱、激活外周血T淋巴细胞、产生炎症反应、抗氧化能力降低。这些结果极大的丰富了锰的毒性作用机制,为锰中毒的早期诊断、治疗、动态监测等提供理论基础。
唐晓旭[8](2014)在《慢性锰中毒诱导大鼠听觉损伤的研究》文中进行了进一步梳理第一部分:慢性锰中毒对大鼠听力及耳蜗细胞形态的影响目的:通过建立大鼠慢性锰中毒模型,研究锰中毒对大鼠听力及耳蜗毛细胞、螺旋神经节细胞以及线粒体融合蛋白2(mitochdrial fussion protein2,Mfn2)的表达变化的影响。方法:随机选取60只断乳21天的SD大鼠,随机分为染毒组和对照组,染毒组(30只)给予氯化锰水溶液(MnCl2·4H2O100mg/kg/d),连续灌胃12w,对照组(30只)给予去离子水。分别于染毒4w、8w和12w检测大鼠血锰浓度,于12w行听性脑干反应(auditory brainstem response,ABR)和畸变产物耳声发射(distortion productotoacoustic emissions, DPOAE)检测,基底膜铺片鬼笔环肽-异硫氰酸荧光素(Phalloidin-FITC)染色观察毛细胞形态及计数,HE染色观察螺旋神经节细胞形态及计数,通过透射电镜(transmission election microscopy,TEM)观察毛细胞及螺旋神经节细胞超微结构的变化,利用Western blot技术检测Mfn2在耳蜗基底膜和螺旋神经元中的表达变化。结果:①大鼠染毒后,其血锰浓度随时间逐渐增高,与对照组相比差异有统计学意义(P<0.05)。②染毒12w大鼠4、8、16、24、32kHzABR反应阈明显增高(P<0.05),其中高频阈值提高显着,DPOAE幅值降低。③基底膜铺片FITC染色示外毛细胞缺失,其中以底回缺失明显;螺旋神经节细胞HE染色示染毒组细胞数量减少;透射电镜下,可见染毒组毛细胞和螺旋神经节细胞线粒体嵴断裂或消失,呈空泡样变;④Westernblot结果示,染毒组基底膜和螺旋神经元中Mfn2的表达明显高于正常对照组。结论:慢性锰中毒可以引起大鼠耳蜗毛细胞缺失和螺旋神经节细胞数量减少,进而导致大鼠听力损伤;耳蜗基底膜和螺旋神经元中Mfn2表达增高,其作用机制还有待今后进一步的研究。第二部分:锰诱导体外螺旋神经节细胞(SGNs)凋亡的研究目的:通过建立锰诱导螺旋神经节细胞损伤体外模型,观察锰中毒对螺旋神经节细胞(spiral ganglion cells,SGNs)形态的影响以及锰诱导SGNs凋亡过程中Bax蛋白的定位。方法:采用原代分离培养螺旋神经节细胞,分为染毒组和正常对照组,染毒组的暴露时间分别为6h、12h和24h,给药浓度为5mM氯化锰水溶液(MnCl2·4H2O),在倒置显微镜下观察螺旋神经节细胞的形态;利用β-tublin和Tunel试剂盒分别进行SGNs鉴定和细胞凋亡检测;采用Mitotraker Green FM荧光探针标记活体SGNs线粒体,通过免疫荧光染色观察Bax的转位现象;在透射电镜下观察SGNs及其线粒体的超微结构的变化。结果:①倒置显微镜下锰暴露6h:细胞胞间隙增大,细胞发生皱缩,轴突变短;锰暴露12h、24h:细胞胞间隙进一步增大,突触变短甚至消失,核固缩;②β-tublin和Tunel免疫荧光染色结果示:锰暴露12h和24h检测到凋亡细胞;③MitotrakerGreenFM和Bax免疫荧光染色结果示锰暴露6h: Bax在线粒体周围云集;锰暴露12h和24h: Bax从胞浆转位到线粒体;④透射电镜下,锰暴露6h:细胞胞胞核内异染色质增多,线粒体发生空泡样变;锰暴露12h和24h:观察到凋亡细胞。结论:体外锰可以导致螺旋神经节细胞凋亡并伴有Bax的转位,线粒体发生病理性改变。
范晓丽[9](2012)在《职业性慢性锰中毒人群及染锰PC12细胞中MnSOD基因表达水平变化研究》文中认为【研究背景】锰是人体必需的微量元素,也是一种重要的环境和工业污染物,由于职业性、医源性和环境接触的原因,锰主要通过呼吸道吸收,体内含量增高,可以通过血脑屏障进入脑组织,损坏中枢神经系统。慢性接触时锰在大脑中蓄积,尤其在纹状体中含量最高,主要影响纹状体苍白球和黑质网状带,引发基底节多巴胺神经元退行性病变。由于发病率的升高,职业性慢性锰中毒受到越来越多的关注。锰中毒的典型症状—震颤和肌张力增高,类似帕金森氏综合征。还可出现学习记忆功能、认知功能和空间方向感的明显障碍及易哭泣、烦躁、胆怯怕人、孤独自闭等明显情绪改变的症状。锰的神经毒性作用机制目前尚不完全清楚,主要涉及氧化应激、线粒体损伤、神经递质代谢及细胞凋亡等方面。在氧化应激及线粒体损伤机制中,主要的抗氧化剂锰超氧化物歧化酶(MnSOD)具有十分重要的作用,本课题组前期研究发现,MnSOD基因多态性与职业性慢性锰中毒的易感性有关,可能为易感基因。在锰暴露过程中,研究其表达的变化与疾病的发生具的关系具有十分重要的意义。【研究目的】分别以锰暴露病例对照人群和PC12细胞体外染锰模型为研究对象,观察职业性慢性锰中毒病例与对照中MnSOD mRNA表达水平的差异,体外细胞模型在锰不同的时间剂量作用下,细胞增殖抑制及MnSOD mRNA表达水平的变化,探讨MnSOD在锰神经毒作用中的机制。【研究方法】1.筛选临床上确诊的职业性慢性锰中毒病人31例作为病例组,病例诊断依据国家职业性慢性锰中毒诊断标准GBZ3-2006。选择与病人同性别、同工种、同车间、同期作业,工龄(相差≤3年)、年龄(相差≤5岁)相近,个人生活史和家族遗传史相似等而未发病的人群作为对照组。对每位确定的研究对象采血5ml,提取RNA。采用半定量RT-PCR方法检测MnSOD基因RNA表达水平,统计分析病例组与对照组人群基因表达水平的差异,分析MnSOD基因表达与职业性慢性锰中毒的关系。2.以大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤细胞(PC12)为模型,采用0、100、200、400、600、800、1000μmol/LMnCl2的培养液,分别培养对数生长期PC12细胞1、2、3、4天后,光学显微镜观察细胞增殖及形态变化,用MTT法测定锰的细胞毒性作用,提取细胞RNA,RT-PCR方法检测RNA表达水平变化。【研究结果】1对照组和病例组在性别构成、年龄和工龄上差异无统计学意义;MnSOD基因mRNA表达水平在职业性慢性锰中毒病例组与对照组间有显着性差异(t=-4.589,p<0.05),二者差异的95%可信区间为[-0.277,-0.107],且病例组较对照组表达减少。2MTT实验结果显示,在一定浓度的条件下,锰对PCl2细胞的增殖抑制呈时间、浓度依赖效应。随着浓度的增大以及作用时间的延长,锰对PC12细胞增殖的抑制程度逐渐增强;400μmol/L MnCl2作用下3天,细胞生长抑制率超过50%;相关分析发现MnCl2浓度与细胞抑制率的相关系数为0.975,p<0.05,而MnCl2作用时间与细胞抑制率的相关系数为0.116,p>0.05。MnSOD mRNA表达水平实验结果显示,相同时间下,各浓度MnCl2所致PC12细胞MnSOD基因RNA表达水平存在显着差异(p<0.05),随MnCl2浓度增加,RNA表达水平逐渐下降;MnCl2浓度与RNA相对表达量的相关系数为-0.958,p<0.05,MnCl2作用时间与RNA相对表达量的相关系数为-0.14,p>0.05。【研究结论】1MnSOD基因mRNA表达水平可能与职业性慢性锰中毒的发生有关,MnSOD的表达下降可能有助于锰中毒的发生;2MnCl2对PC12细胞具有毒性作用,浓度越高,毒性作用越强,MnSOD基因mRNA的表达越少。说明MnSOD mRNA的表达,可能参与了锰致神经细胞损伤的过程,推测其高表达可能对锰的神经毒性起到抑制作用。
欧超燕[10](2012)在《PAS-Na对锰暴露大鼠基底核GABA能神经递质的影响》文中研究说明锰(Mn)是人体必需微量元素,是某些正常细胞动态平衡金属酶的必需辅酶。然而,长期吸入较高浓度的锰烟尘可引起中毒,出现帕金森病(PD)样临床表现。磁共振成像(MRI)和氢质子磁共振波谱(1H-MRS)研究发现,锰暴露工人苍白球锰蓄积明显,丘脑及其邻近基底核GABA-感兴趣区(VOI)γ-氨基丁酸(GABA)水平明显升高。锰暴露可改变动物纹状体及其所在基底核的GABA浓度改变,改变脑内GAD、GABA-T活性及GABA受体与转运载体的mRNA及蛋白表达。我室的较早系列研究显示,对氨基水杨酸钠(PAS-Na)有促排锰作用,可使染锰4周的大鼠轻度受损的神经细胞病理改变恢复正常,PAS-Na对锰致海马神经元损害有拮抗作用。广西医科大学纪淑琴等率先在临床上应用PAS-Na治疗锰中毒患者取得较好疗效(临床表现基本恢复正常或改善、尿锰排泄增加、不良反应较少等),贵州、江西、包头、上海和重庆也有类似的临床报道。但是,PAS-Na防治锰中毒机制尚未清楚。因此,本研究旨在探讨PAS-Na对短期及亚慢性锰暴露大鼠GABA能神经元损伤是否有拮抗作用,以期为锰中毒防治提供科学依据。目的:探讨PAS-Na对短期及亚慢性锰暴露大鼠生长发育、学习记忆、基底核超微结构、GABA能神经递质及其有关代谢过程的影响。材料与方法:1.动物分组及处理:雄性SD大鼠适应性喂养1周后,①短期实验:随机分为染锰组、低、高剂量PAS-Na (L-、H-PAS)治疗组和正常对照组(对照组),共4组。观察期为7周(染锰4周+PAS治疗3周)或10周(染锰4周+PAS治疗6周),每期每组15只大鼠(后同)。染锰、PAS治疗组腹腔注射(ip) MnCl2·4H2015mg/kg,对照组ip等容量生理盐水,每日1次,每周5天,连续4周。然后,PAS治疗组大鼠背部皮下注射(sc)PAS-Na100或200mg/kg,其余组背部sc等容量生理盐水,每日1次,连续3周或6周。②亚慢性实验:随机分为对照、染锰、PAS-Na预防性干预(预防组)和低、中、高剂量PAS-Na (L-、M-、H-PAS)治疗组,观察期为4、8、12、18周。给染锰、预防、PAS治疗组ip MnCl2·4H2015mg/kg,对照组ip等容量生理盐水,每日1次,每周5天,连续4、8、12周,其中预防组在染锰的同时,每天背部sc PAS-Na200mg/kg(每周3天),连续8、12周。然后,给L-、M-、H-PAS治疗组分别sc PAS-Na100、200、300mg/kg,其余组背部sc等容量生理盐水,每日1次,连续6周。2.实验指标测定:①生长发育指标检测:每周末称动物体重1次;实验结束时,处死动物,取心、肝、脾、肺、肾、睾丸等脏器,并称其重量,算其脏体比;②学习记忆能力检测:实验结束前1周,每组10只动物进行Morris水迷宫实验以测试其学习记忆能力改变;③基底核超微结构观察:实验结束时,每组取5只动物进行2%多聚甲醛、2.5%戊二醛混合固定液经心脏内灌注固定,后分离基底核,进行透射电镜观察基底核超微结构改变;④GABA能神经递质改变检测:实验结束时,每组取10只动物,处死动物,取基底核迅速于液氮速冻,并于-80℃冰箱保存,高效液相色谱荧光检测法检测GABA、Glu、Gln、Gly氨基酸类神经递质含量,高效液相色谱法及荧光分光光度计法检测其GAD与GABA-T活性;实时荧光定量PCR(RT-PCR)与蛋白免疫印迹(WB)检测GABA转运载体(GAT-1)及GABA受体(GABAAR) mRNA与蛋白表达。结果:1. PAS-Na对锰暴露大鼠生长发育的影响(1)锰暴露第一至第四周、第八周、第十周,大鼠体重比对照组轻,差异具统计学意义;预防组大鼠在第一致第三周较染锰组重,差异具统计学意义。(2)观察期4周,染锰组脾脏与睾丸脏体比比对照组大,差异具统计学意义;观察期8周,染锰组脾脏脏体比比对照组大,差异具统计学意义;观察期12周,染锰组脾脏与肝脏脏体比比对着组大,预防组脾脏与肝脏脏体比比染锰组小,差异均具统计学意义;观察期18周,L-与H-PAS组肝脏脏体比比染锰组小,脾脏脏体比比染锰组大,差异均具统计学意义。2. PAS-Na对锰暴露大鼠学习记忆能力的影响(1)学习能力的影响:在观察期4、10、12、18周,染锰组大鼠的逃避潜伏期和或游泳路程均比对照长。锰暴露4或12周后,给予PAS-Na为期6周的治疗,各治疗剂量组均可恢复锰暴露所延长了的逃避潜伏期及游泳路程。(2)记忆能力的影响:观察期7周,染锰大鼠平台所在象限时间或路程除总时间或路程均比对照组长;高-PAS组平台所在象限时间或路程除总时间或路程均比染锰组短。观察期8周,平台所在象限时间或路程除总时间或路程染锰组与对照比较减少,PAS-Na预防组与染锰组比较增多。3. PAS-Na对锰暴露大鼠基底核超微结构的影响:短期或亚慢性锰暴露可损伤大鼠脑基底核的神经元、神经毡及星形胶质细胞,使得其神经元出现变性、凋亡及坏死等现象,神经元树突、轴突终末肿胀,星形胶质细胞增生、凋亡退变,且随染锰期限的延长,其损伤越发严重;此外,即使终止染锰这些损伤仍在继续,且随时间的延长而越发严重。与锰中毒病人的临床表现相一致。PAS-Na对染锰大鼠所致的基底核改变都有一定的拮抗作用,会使得神经元变性、凋亡、坏死现象得到好转,突触间隙重变清晰,但对于染锰12周大鼠的基底核改变,改善作用不是特别明显。4. PAS-Na对锰暴露大鼠基底核GABA能神经递质的影响(1)短期及亚慢性锰暴露对大鼠基底核GABA能神经递质的影响:观察期4周,Glu、Gln与GABA含量,GAD活性及GABAAR mRNA表达均升高。观察期7周,Gly含量减少,GABAAR蛋白表达升高;观察期10周,Glu、Gln与Gly含量,GABAAR与GAT-1mRNA表达均降低。观察期8周,Glu/GABA比值及GABAAR mRNA表达均降低。观察期12周,GABA-T活性及GABAAR蛋白表达升高;观察期18周,基底核Glu、Gln、与GABA含量及GABAAR mRNA表达均降低,而GAD与GABA-T活性及GAT-1mRNA表达均升高。(2)PAS-Na对短期及亚慢性锰暴露大鼠基底核GABA能神经递质的预防或治疗效果:①治疗效果观察:观察期10周,L-PAS与H-PAS组的Glu、Gln含量及GAT-1mRNA表达与H-PAS组Gly含量比染锰组升高;观察期18周,M-PAS及H-PAS组的GAD活性与H-PAS组的GABA-T活性及GAT-1mRNA表达降低。②预防效果观察:观察期8周,预防组的Glu/GABA比值与GABAAR mRNA表达比染锰组升高;观察期12周,预防组的GABAAR蛋白表达比染锰组降低。结论:(1)短期及亚慢性锰暴露使大鼠生长发育迟缓,体重增加较少,脾脏、睾丸及肝脏脏器系数增加,提示锰具生长发育及器官整体毒性,PAS-Na对锰所致的生长发育及器官整体毒性具一定拮抗作用。(2)短期及亚慢性锰暴露均可影响大鼠的学习能力,其记忆功能的改变仅出现在亚慢性的锰暴露。PAS-Na治疗或预防均可拮抗锰暴露所致的学习及记忆功能改变。(3)短期及亚慢性锰暴露均可对大鼠基底核超微结构产生影响,PAS-Na预防和/或治疗对其病理改变具有一定的拮抗作用,使其改变得到一定的恢复,表现为早期治疗效果较佳,且预防效果优于治疗效果。(4)短期及亚慢性锰暴露对大鼠基底核Glu、Gln、Gly与GABA含量,GAD与GABA-T活性,GABAAR mRNA与蛋白表达及GAT-1mRNA表达均有影响。PAS-Na预防及治疗对不同期限锰暴露所致的以上改变均有一定的拮抗作用,PAS-Na对亚慢性锰暴露致GABAAR mRNA或蛋白表达改变有预防性干预作用,对锰致大鼠基底核Glu、Gln及Gly含量、GAD活性与GAT-1mRNA表达改变有治疗性干预作用。
二、慢性锰中毒的神经毒性机制(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、慢性锰中毒的神经毒性机制(论文提纲范文)
(3)氯化锰对小鼠精原干细胞的损伤及机制研究(论文提纲范文)
中英文缩略词表 |
中文摘要 |
Abstract |
前言 |
1 材料与方法 |
2 结果 |
3 讨论 |
4 结论 |
参考文献 |
综述 氧化锰造成雄性生殖损伤的分子机制研究 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(4)锰干扰SNARE复合物介导的突触囊泡融合导致谷氨酸和γ-氨基丁酸释放障碍的实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
英文缩略词 |
第一部分:锰对神经元细胞内SNARE复合物蛋白及突触囊泡融合的影响 |
1 前言 |
2 材料和方法 |
2.1 材料与试剂 |
2.1.1 主要试剂 |
2.1.2 主要仪器 |
2.2 研究对象和分组 |
2.2.1 实验动物饲养与繁殖 |
2.2.2 神经元原代培养和鉴定 |
2.2.3 神经元染毒剂量 |
2.3 测定指标及方法 |
2.3.1 MTT法测定神经元活力 |
2.3.2 神经元培养液LDH漏出分析 |
2.3.3 神经元Syntaxin-1,VAMP-2 和SNAP-25 的m RNA表达水平测定 |
2.3.4 神经元Syntaxin-1,VAMP-2,SNAP-25,Synaptophysin,Synaptotagmin 1 和Munc 18 的蛋白表达水平测定 |
2.3.5 免疫荧光法检测神经元 Munc 18 和 Syntaxin-1,VAMP-2 和 Synaptophysin之间蛋白质相互作用 |
2.3.6 免疫共沉淀法检测神经元Munc 18 和Syntaxin-1,VAMP-2和Synaptophysin之间蛋白质相互作用 |
2.3.7 神经元SNARE复合物形成水平检测 |
2.3.8 神经元突触囊泡融合水平检测 |
2.4 统计学分析 |
3 结果 |
3.1 神经元鉴定 |
3.2 神经元细胞活力 |
3.3 神经元培养液的LDH释放 |
3.4 各组神经元Syntaxin-1,VAMP-2 和SNAP-25 的m RNA表达水平 |
3.5 各组神经元Syntaxin-1,VAMP-2,SNAP-25,Synaptophysin,Synaptotagmin1和Munc 18 的蛋白表达水平 |
3.6 各组神经元Munc 18 和Syntaxin-1,VAMP-2 和Synaptophysin之间蛋白质相互作用 |
3.6.1 Munc 18 和Syntaxin-1 之间蛋白质相互作用 |
3.6.2 VAMP-2 和Synaptophysin之间蛋白质相互作用 |
3.7 各组神经元SNARE复合物形成水平 |
3.8 各组神经元突触囊泡融合水平 |
4 讨论 |
5 结论 |
第二部分:抑制 α-突触核蛋白过表达对锰干扰SNARE复合物介导的突触囊泡融合的保护作用 |
1 前言 |
2 材料和方法 |
2.1 材料与试剂 |
2.1.1 主要试剂 |
2.1.2 主要仪器 |
2.2 研究对象和分组 |
2.2.1 细胞系培养 |
2.2.2 细胞系染毒剂量 |
2.3 测定指标及方法 |
2.3.1 慢病毒转染SH-SY5Y |
2.3.2 慢病毒转染效率检测 |
2.3.3 CCK-8 法测定SH-SY5Y活力 |
2.3.4 SH-SY5Y培养液LDH漏出分析 |
2.3.5 SH-SY5Y突触囊泡融合水平检测 |
2.3.6 SH-SY5Y Syntaxin-1,VAMP-2,SNAP-25 和Synaptophysin的m RNA表达水平测定 |
2.3.7 SH-SY5Y Syntaxin-1,VAMP-2,SNAP-25 和Synaptophysin的蛋白表达水平测定 |
2.3.8 SH-SY5Y SNARE复合物表达水平检测 |
2.3.9 免疫荧光法检测SH-SY5Y VAMP-2 和 α-Syn,VAMP-2 和Synaptophysin之间蛋白质相互作用 |
2.3.10 免疫共沉淀法检测SH-SY5Y VAMP-2 和 α-Syn,VAMP-2和Synaptophysin之间蛋白质相互作用 |
2.4 统计学分析 |
3 结果 |
3.1 SH-SY5Y细胞病毒转染效率鉴定 |
3.1.1 荧光检测病毒转染效率 |
3.1.2 α-Syn的m RNA和蛋白表达水平测定 |
3.2 SH-SY5Y细胞活力与培养液LDH释放 |
3.3 各组SH-SY5Y细 胞Syntaxin-1 , VAMP-2 , SNAP-25 和Synaptophysin的m RNA表达水平测定 |
3.4 各组SH-SY5Y细 胞Syntaxin-1 , VAMP-2 , SNAP-25 和Synaptophysin的蛋白表达水平测定 |
3.5 各组SH-SY5Y细胞VAMP-2 和 α-Syn,VAMP-2 和Synaptophysin之间蛋白质相互作用 |
3.5.1 细胞免疫荧光鉴定蛋白质相互作用 |
3.5.2 免疫共沉淀检测蛋白质相互作用 |
3.6 各组SH-SY5Y细胞SNARE复合物形成水平 |
3.7 各组SH-SY5Y细胞突触囊泡融合水平 |
4 讨论 |
5 结论 |
第三部分:锰对小鼠脑基底核突触体谷氨酸和γ-氨基丁酸释放的影响及钙蛋白酶的保护作用 |
1 前言 |
2 材料和方法 |
2.1 材料与试剂 |
2.1.1 主要试剂 |
2.1.2 主要仪器 |
2.2 研究对象和分组 |
2.2.1 动物分组与染毒 |
2.2.2 样品采集与处理 |
2.3 测定指标及方法 |
2.3.1 小鼠行为学检测 |
2.3.2 大脑基底核突触体提取 |
2.3.3 大脑基底核单细胞悬液制备 |
2.3.4 大脑基底核锰含量测定 |
2.3.5 大脑基底核突触体病理学观察 |
2.3.6 大脑基底核细胞内游离钙离子浓度测定 |
2.3.7 大脑基底核钙蛋白酶活性检测 |
2.3.8 大脑基底核神经突触囊泡融合水平检测 |
2.3.9 大脑基底核神经突触内源性Glu和GABA浓度检测 |
2.3.10 大脑基底核Syntaxin-1,VAMP-2 和SNAP-25 的m RNA表达水平测定 |
2.3.11 大脑基底核Syntaxin-1,VAMP-2,SN测定 |
2.3.12 大脑基底核SNARE复合物表达水平检测 |
2.4 统计学分析 |
3 结果 |
3.1 小鼠锰暴露模型鉴定 |
3.1.1 大脑基底核锰含量 |
3.1.2 小鼠运动能力的变化 |
3.1.3 大脑基底核突触体病理学观察 |
3.2 大脑基底核细胞内游离钙离子浓度 |
3.3 大脑基底核细胞内Calpain活性 |
3.4 大脑基底核Syntaxin-1,VAMP-2 和SNAP-25 的m RNA表达水平 |
3.5 大脑基底核Syntaxin-1,VAMP-2,SNAP25N和SNAP25C的蛋白表达水平 |
3.6 大脑基底核SNARE复合物形成水平 |
3.7 大脑基底核突触囊泡融合水平 |
3.8 大脑基底核突触内源性Glu和GABA浓度 |
4 讨论 |
5 结论 |
本研究创新性的自我评价 |
参考文献 |
综述 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
个人简历 |
(5)PAS-Na对ERS-Txnip/Nlrp3炎症通路介导锰神经毒性的干预研究(论文提纲范文)
个人简历 |
英文缩略词 |
摘要 |
ABSTRACT |
前言 |
第一部分 PAS-Na对ERS-Txnip/Nlrp3炎症通路介导锰神经毒性的体外干预研究 |
1 材料 |
1.1 主要仪器 |
1.2 主要试剂 |
2 方法 |
2.1 细胞培养及传代 |
2.2 细胞药物处理染毒 |
2.3 荧光定量PCR |
2.4 Western Blot实验 |
2.5 Elisa实验 |
2.6 细胞ROS检测 |
2.7 数据处理 |
3 结果 |
3.1 不同浓度锰、PAS-Na暴露对HAPI细胞存活率的影响 |
3.2 PAS-Na对染锰HAPI细胞凋亡相关基因表达的影响 |
3.3 PAS-Na对染锰HAPI细胞炎症因子释放的影响 |
3.4 PAS-Na对染锰HAPI细胞炎症小体表达的影响 |
3.5 PAS-Na对染锰HAPI细胞氧化损伤的影响 |
3.6 PAS-Na对染锰HAPI细胞IRE1表达的影响 |
3.7 TUDCA对染锰HAPI细胞Txnip/Nlrp3信号通路的影响 |
3.8 Resveratrol对染锰HAPI细胞Txnip/Nlrp3信号通路的影响 |
4 讨论 |
第二部分 PAS-Na对ERS-Txnip/Nlrp3炎症通路介导锰神经毒性的体内干预研究 |
1 材料 |
1.1 仪器与试剂 |
1.2 主要试剂 |
2 方法 |
2.1 动物饲养 |
2.2 大鼠学习记忆能力测试 |
2.3 大鼠样本的采集与处理 |
2.4 大鼠海马超微结构观察 |
2.5 免疫组化 |
2.6 相关元素含量测定 |
2.7 荧光定量PCR |
2.8 Western Blot实验 |
2.9 Elisa实验 |
2.10 数据处理 |
3 结果 |
3.1 染锰对大鼠生长发育的影响及PAS-Na的干预作用 |
3.2 染锰对大鼠血、脑锰的影响及PAS-Na的干预作用 |
3.3 PAS-Na对染锰大鼠学习记忆的影响 |
3.4 PAS-Na对染锰大鼠海马损伤的影响 |
3.5 PAS-Na对染锰大鼠海马炎症因子表达的影响 |
3.6 PAS-Na对染锰大鼠海马炎症小体表达的影响 |
3.7 PAS-Na对染锰大鼠海马氧化损伤的影响 |
3.8 PAS-Na对染锰大鼠海马Txnip表达的影响 |
3.9 PAS-Na对染锰大鼠海马IRE1表达的影响 |
4 讨论 |
总结 |
结论 |
参考文献 |
附录 |
综述 |
参考文献 |
致谢 |
博士期间发表论文 |
(6)锰对SH-SY5Y细胞中BNIP3介导的线粒体动态平衡的影响(论文提纲范文)
个人简历 |
摘要 |
ABSTRACT |
前言 |
实验材料和方法 |
结果 |
讨论 |
结论 |
参考文献 |
附录: 中英文对照缩略词表 |
综述部分 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
(7)基于蛋白质组学与代谢组学的锰毒性作用机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
文献综述 |
第一章 锰毒性作用研究进展 |
1.1 前言 |
1.2 过渡金属离子 |
1.3 过渡金属离子的运输机制 |
1.4 过渡金属–锰 |
1.4.1 锰的生理功能 |
1.4.2 锰与神经退行性疾病 |
1.5 锰的吸收及转运 |
1.6 锰穿过血脑屏障的机理 |
1.7 锰神经毒性机制研究进展 |
1.8 组学技术在金属相关疾病研究中的应用前景 |
1.9 本研究的目的与意义 |
试验研究 |
第二章 大鼠亚慢性锰中毒模型的建立与评价 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 试验动物 |
2.1.2 实验仪器和试剂 |
2.1.3 试验方法 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 运动轨迹与行为学分析 |
2.2.2 亚慢性锰中毒对大鼠外周血和大脑中Aβ水平的影响 |
2.3 讨论 |
2.4 小结 |
第三章 锰暴露对机体生理机能及铁、锌、铜含量的影响 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 试验动物 |
3.1.2 实验仪器和试剂 |
3.1.3 试验方法 |
3.1.4 血常规及血生化测定 |
3.1.5 脏器指数 |
3.1.6 组织器官中铜、锰、铁、锌含量测定 |
3.1.7 病理组织学分析 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 亚慢性锰中毒对生长性能的影响 |
3.2.2 亚慢性锰中毒对脏器指数的影响 |
3.2.3 亚慢性锰中毒对血常规及生化指标的影响 |
3.2.4 各器官中锰、铜、铁、锌含量及分布特征 |
3.2.5 锰、铜、铁、锌相关性分析 |
3.2.6 病理组织学分析 |
3.3 讨论 |
3.4 小结 |
第四章 大鼠亚慢性锰中毒对肠黏膜蛋白表达的影响 |
4.1 材料与方法 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 蛋白质定量结果 |
4.2.2 SDS-PAGE质量检测 |
4.2.3 蛋白质鉴定结果 |
4.2.4 差异蛋白质的GO注释和分析 |
4.2.5 KEGG自动注释 |
4.2.6 蛋白-蛋白相互作用分析 |
4.3 讨论 |
4.4 小结 |
第五章 基于血浆代谢组学的锰毒性作用机制研究 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 实验仪器和试剂 |
5.1.2 实验方法 |
5.1.3 色谱-质谱(LC-MS)分析 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 各组血浆样本的典型代谢谱图 |
5.2.2 归一化处理 |
5.2.3 显着性差异化合物及通路分析 |
5.3 讨论 |
5.4 小结 |
第六章 锰暴露对外周血淋巴细胞CD3~+、CD4~+、炎性细胞因子及抗氧化能力的影响 |
6.1 材料与方法 |
6.1.1 实验仪器和试剂 |
6.1.2 实验方法 |
6.1.3 数据分析 |
6.2 结果与分析 |
6.2.1 锰处理组激活了外周血T淋巴细胞 |
6.2.2 锰毒性刺激引起炎症反应及激活了大脑内星形胶质细胞 |
6.2.3 锰暴露导致抗氧化能力降低 |
6.3 讨论 |
6.4 小结 |
全文总结 |
创新点 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(8)慢性锰中毒诱导大鼠听觉损伤的研究(论文提纲范文)
缩略语表 |
中文摘要 |
Abstract |
前言 |
文献回顾 |
1 锰的生理功能及吸收代谢特点 |
2 锰的中枢神经系统的转运 |
3 锰的神经毒性 |
4 Mfn2 与细胞凋亡 |
5 锰对听觉系统的影响 |
第一部分 慢性锰中毒对大鼠听力及耳蜗细胞形态的影响 |
1 材料 |
2 方法 |
3 结果 |
4 讨论 |
第二部分 锰诱导体外螺旋神经节细胞(SGNs)凋亡的研究 |
1 材料 |
2 方法 |
3 结果 |
4 讨论 |
小结 |
参考文献 |
个人简历和研究成果 |
致谢 |
(9)职业性慢性锰中毒人群及染锰PC12细胞中MnSOD基因表达水平变化研究(论文提纲范文)
研究生导师和课题指导老师简介 |
摘要 |
ABSTRACT |
主要符号表 |
前言 |
1 职业性慢性锰中毒人群 MnSOD 基因表达水平研究 |
1.1 研究对象 |
1.2 实验材料 |
1.3 研究方法 |
1.4 结果 |
2 染锰 PC12 细胞 MnSOD 基因表达水平变化研究 |
2.1 实验材料 |
2.2 研究方法 |
2.3 结果 |
讨论 |
1 研究样本的选择 |
2 候选基因 MnSOD 的选择 |
3 MnSOD 基因 mRNA 表达水平与职业性慢性锰中毒的关系 |
4 染锰 PC12 细胞 MnSOD 基因表达水平变化研究 |
结论 |
参考文献 |
附录 |
综述 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(10)PAS-Na对锰暴露大鼠基底核GABA能神经递质的影响(论文提纲范文)
英文缩写 |
中文摘要 |
英文摘要 |
前言 |
第一部分 PAS-Na对锰暴露大鼠生长发育的影响 |
1 材料和方法 |
2 结果 |
3 讨论 |
第二部分 PAS-Na对锰暴露大鼠学习记忆能力的影响 |
1 材料和方法 |
2 结果 |
3 讨论 |
第三部分 PAS-Na对锰暴露大鼠基底核超微结构改变的影响 |
1 材料和方法 |
2 结果 |
3 讨论 |
第四部分 PAS-Na对锰暴露大鼠基底核GABA能神经递质的影响 |
Ⅰ PAS-Na对锰暴露大鼠基底核GABA等神经递质含量的影响 |
1 材料和方法 |
2 结果 |
3 讨论 |
Ⅱ PAS-Na对锰暴露大鼠基底核GAD与GABA-T活性影响 |
1 材料和方法 |
2 结果 |
3 讨论 |
Ⅲ PAS-Na对锰暴露大鼠基底核GABAa受体与GAT-1表达影响 |
1 材料和方法 |
2 结果 |
3 讨论 |
总结 |
参考文献 |
综述 |
参考文献 |
博士研究生发表论文 |
致谢 |
四、慢性锰中毒的神经毒性机制(论文参考文献)
- [1]姜黄素对锰暴露大鼠神经行为学及海马组织氧化应激的影响[J]. 唐顺芳,杨跃,刘颖,明倩,李昌哲,李军. 中华劳动卫生职业病杂志, 2021(11)
- [2]锰暴露导致成年SD大鼠运动障碍及苍白球蛋白质表达谱的变化[D]. 张开琴. 南华大学, 2021
- [3]氯化锰对小鼠精原干细胞的损伤及机制研究[D]. 姜璘. 遵义医科大学, 2021(01)
- [4]锰干扰SNARE复合物介导的突触囊泡融合导致谷氨酸和γ-氨基丁酸释放障碍的实验研究[D]. 王璨. 中国医科大学, 2019(01)
- [5]PAS-Na对ERS-Txnip/Nlrp3炎症通路介导锰神经毒性的干预研究[D]. 温平镜. 广西医科大学, 2019(08)
- [6]锰对SH-SY5Y细胞中BNIP3介导的线粒体动态平衡的影响[D]. 李慧颖. 广西医科大学, 2019(08)
- [7]基于蛋白质组学与代谢组学的锰毒性作用机制研究[D]. 王慧. 西北农林科技大学, 2018(11)
- [8]慢性锰中毒诱导大鼠听觉损伤的研究[D]. 唐晓旭. 第四军医大学, 2014(01)
- [9]职业性慢性锰中毒人群及染锰PC12细胞中MnSOD基因表达水平变化研究[D]. 范晓丽. 济南大学, 2012(07)
- [10]PAS-Na对锰暴露大鼠基底核GABA能神经递质的影响[D]. 欧超燕. 广西医科大学, 2012(12)