左旋肉碱改善镉致SD大鼠神经毒性作用的研究

摘要

目的:探索环境污染物氯化镉对中枢神经系统的毒性作用，通过饮水给予SD大鼠CdCl2三个剂量(25，50，100mg/L)处理4周，研究Cd亚急性暴露对SD大鼠自主活动及大脑皮层的损伤效应，以及L-CAR对这种损伤的保护作用。同时测定大脑皮层中ROS、MDA和SOD的表达情况，提出Cd所致的神经毒性及L-CAR改善其损伤作用的可能机制。
　　方法:
　　①SPF级40天龄雄性SD大鼠，随机分为对照组和三个Cd剂量组（25，50，100mg/L，溶于自来水中），每组8只。Cd处理组大鼠给予CdCl2溶液作为饮水，对照组直接给予自来水。Cd处理后，通过观察大鼠笼内活动表现，分析神经行为学（OFT和FST实验）实验结果，光镜下察阅全脑病理组织学切片(HE染色)，同时使用试剂盒测定大脑皮层匀浆液中ROS、MDA和SOD的表达情况，从而确定Cd神经毒性剂量及L-CAR的干预剂量，要求在该组剂量下大鼠的生命体征无明显异常，但能够明确引起大鼠神经行为的改变。
　　②每天上午9:00-11:00记录每组大鼠的饮用溶液量，根据剩余溶液量定时配制各组大鼠饮用溶液，每次实验前称量并记录大鼠的体重。
　　③将SD大鼠随机分为对照组、Cd(100mg/L)组、Cd+L-CAR组和L-CAR(1.5g/L)组，每组8只。依据OFT和FST实验结果，全脑病理组织学切片（HE染色）及大脑皮层匀浆液中ROS、MDA和SOD的表达量，研究L-CAR溶液预处理3天是否对镉致大鼠神经毒性产生拮抗作用。
　　结果:
　　第一部分:氯化镉的神经毒性作用
　　①Cd通过饮水亚急性暴露4周，Cd25，50mg/L组SD大鼠外观及笼内活动均未见明显异常表现;Cd100mg/L组大鼠较其余两组瘦小，被毛松散，摄食量减少，自主活动度异常，处理第1周表现出嗜睡、不好动，随后又表现出易激惹、好动、组内大鼠间的打斗增加，部分大鼠尾部有咬伤痕迹及爪子损伤。各组间的饮水量经方差分析显示无统计学差异，其总体均值为31.02±2.10/只/天。Cd25，50mg/L组大鼠的体重下降，大脑/体重比升高，但均无统计学意义;Cd100mg/L组大鼠从第7天开始体重增长受到明显抑制(p＜0.01)，其大脑/体重比也显著高于对照组(p＜0.01)。
　　②旷场实验和被动游泳实验表明，Cd通过饮水亚急性暴露4周后，各剂量组大鼠的自主活动均有变化。在处理前(days0)，第7、14、21、28天，均使用旷场试验仪和被动游泳试验视频跟踪系统分别检测各组大鼠的自主活动情况，通过数据整理分析，得出大鼠自主活动度在不同时间点的变化。结果表明，Cd25，50mg/L组中，大鼠的自主活动呈现轻微的增强效应，但无统计学差异。Cd100mg/L组中，第7天大鼠的自主活动明显减弱(p＜0.05)，随后开始恢复，第14天表现出自主活动亢进(p＜0.05)，到第28天自主活动度再次表现为显著抑制(p＜0.05)。
　　③SD大鼠Cd25，50，100mg/L亚急性暴露4周后，大脑组织用中性甲醛溶液灌注并固定后做全脑病理组织学切片（HE染色），观察到大脑皮层充血，神经细胞出现核固缩、核碎裂等现象，随着处理剂量的加大，损伤细胞的数量也增加。
　　④SD大鼠Cd25，50，100mg/L亚急性暴露4周后，用试剂盒测定大鼠大脑皮层匀浆上清液的ROS、MDA和SOD。结果表明，ROS和MDA的量在各剂量组均增加，有统计学差异(p＜0.05); SOD的活性则表现为降低的趋势，其中，只有Cd100 mg/L组是显著降低的(p＜0.05)，其余两个剂量组则无统计学差异。
　　第二部分:左旋肉碱的神经保护作用
　　①L-CAR通过饮水预处理3天，再与Cd共同亚急性暴露4周，L-CAR组和Cd+L-CAR组SD大鼠外观及笼内活动均未见明显异常表现;Cd100mg/L组大鼠的表现与Cd神经毒性研究中一致，被毛松散，个头较瘦小，摄食量减少，自主活动度异常，处理第1周表现出嗜睡、不好动，随后又表现出好动、易激惹、组内大鼠间的打斗增加，部分大鼠尾部有咬伤痕迹及爪子损伤。各组间的饮水量经方差分析显示无统计学差异，其总体均值为32.74±3.23/只/天。Cd+L-CAR组大鼠体重在第7、14天均显著高于Cd组(p＜0.05)，同时低于对照组(p＜0.05)。Cd+L-CAR组大鼠的大脑/体重比显著低于Cd组(p＜0.05)，同时高于对照组(p＜0.05)。
　　②旷场实验和被动游泳实验表明，L-CAR通过饮水预处理3天再与Cd共同亚急性暴露4周后，在处理前(days0)，第7、14、21、28天，均使用旷场试验仪和被动游泳试验视频跟踪系统分别检测各组大鼠的自主活动情况，通过数据整理分析，得出大鼠自主活动度在不同时间点的变化情况。结果表明，在Cd+L-CAR组中，Cd致大鼠自主活动度的变化趋势均受到不同程度抑制，甚至逆转(p＜0.05)。
　　③SD大鼠Cd，L-CAR, Cd+L-CAR亚急性暴露4周后，大脑组织用中性甲醛溶液灌注并固定后做全脑病理组织学切片（HE染色），在Cd组观察到大鼠大脑皮层充血，神经细胞出现核固缩、核碎裂等现象，而在Cd+L-CAR组中神经细胞胞膜完整，轮廓清晰，核固缩、核碎裂等现象少见，其组织切片图片表观与对照组相似。
　　④SD大鼠Cd，L-CAR, Cd+L-CAR亚急性暴露4周后，用试剂盒测定大鼠大脑皮层匀浆上清液的ROS、MDA和SOD。结果表明，ROS和MDA的量在Cd组中明显增加(p＜0.05)，Cd+L-CAR组中ROS和MDA量低于Cd组(p＜0.05)，高于对照组(p＜0.05);而SOD的活性在Cd组中明显降低(p＜0.05)，Cd+L-CAR组的SOD高于Cd组(p＜0.05)，低于对照组(p＜0.05)。
　　结论:SD大鼠Cd100mg/L亚急性暴露4周后，其自主活动度异常，同时大脑皮层的氧化应激指标也发生改变，提示引起大鼠自主活动改变的机制可能是Cd致神经细胞发生氧化应激所致。L-CAR预处理后，大鼠自主活动度和ROS、MDA及SOD的变化明显减小，提示L-CAR对Cd的神经毒性有拮抗作用，其神经保护作用机制可能是通过维持氧化物和抗氧化物的平衡从而抑制氧化应激改善细胞功能来实现的。

目录

声明

英汉缩略语名词对照

摘要

前言

1 材料

1．1 实验动物

1．2 实验主要仪器

1．3 主要试剂

1．4 常用试剂配制方案

2 方法

2．1 实验动物分组

2．2 旷场实验

2．3 被动游泳实验

2．4 大脑病理组织学切片(HE染色)

2．5 样品制备

2．6 ROS、MDA和SOD的测定

2．7 统计分析

3 结果

3．1 第一部分：氯化镉的神经毒性作用

3．2 第二部分：左旋肉碱的神经保护作用

4 讨论

全文总结

参考文献

文献综述 镉的神经毒性作用机制研究进展

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文