神经发生抑制在低剂量有机磷农药毒死蜱诱发海马空间记忆损伤中的作用及其调控机制

Organophosphorus insecticides (OPs) are the most widely used group of pesticides in the world. The use of OPs around the world continues to produce detectable levels of OPs in the environment, thereby posing an ongoing risk for low-level exposure. The chronic exposure of OPs may result in serious cognitive impairments.Compared with adult,children may be more susceptible to OPs, and result in more serious developmental neurotoxicity.However，the machanism is not clear now.The hippocampus is one of the most important brain part to study the spatial memory, and the dentate gyrus（DG）of hippocampus is the main region that have the ability to neurogensis，and Wnt-GSK3β/β-catenin signal is the majore regulation pathway.In the present study,we use the new born rat(during their neurogenesis period) to study the role of neurogenesis inhibtion in OPs caused spatial cognitive impairments,and explore the regulation mechanism of OPs induced neurogenesis. The primary culture of neural stem cells(NSCs) will also be used to study the main regulation pathway of OPs caused neurogenesis inhibiton.The present study aids to explore the Wnt-GSK3β/β-catenint regulation of neurogenesis inhibiton in OPs caused spatial memory impairments. The findings in the present study may increase the potential value of the results for hazard identification of OPs and for use in risk assessment.

有机磷农药(Organophosphorus insecticides，OPs)的大量应用对环境造成持续污染，长期低剂量的OPs暴露对中枢神经系统的危害日益引人关注。儿童比成年人有更高的生物易感性，诱发更为严重的神经发育毒性，其作用机制不明。海马是与空间认知功能密切相关的重要脑区，而海马齿状回是动物神经发生的主要区域，Wnt-GSK3β/β-catenin是其重要调控通路。本课题立足于海马在空间记忆功能中的作用，对处于海马神经发生高峰期的幼鼠进行OPs低剂量染毒，检测OPs染毒对大鼠空间记忆及海马神经发生的影响，探索海马神经发生抑制在OPs致空间记忆认知功能损伤中的作用；并结合体外培养的海马神经干细胞模型，探讨Wnt-GSK3β/β-catenint调控的神经发生抑制在OPs诱发空间认知功能损伤中的作用，为正确评估OPs污染的健康危害及制定有效的预防措施提供重要的实验依据。

毒死蜱（Chlorpyrifos，CPF）是我国推荐使用的低毒有机磷农药，其大量应用对环境造成持续污染，而儿童比成年人有更高的生物易感性，可产生更为严重的神经毒性作用。本研究通过对幼龄大鼠重复和单次染毒，试图阐述CPF的神经发育毒性，在幼龄发育阶段染毒是否引起更为严重的毒性反应并对机制进行探讨。.本研究对新生雄性大鼠施以连续灌胃染毒（PND1-21），染毒剂量为不引起动物出现明显有机磷中毒症状的低剂量（0.3、1、3mg/kg）。发现3mg/kg剂量组大鼠发育滞后于溶剂对照组，Morris水迷宫检测结果显示CPF低剂量重复染毒对幼龄大鼠发育存在一定影响，并诱发明显的空间记忆损伤，且该损伤可持续至动物成年。.对PND21的雄性幼鼠施以剂量为60、90mg/kg的单次灌胃染毒。发现染毒组动物到达平台的时间明显长于对照组，在PND30、60、90、120分别对染毒大鼠进行自发行为以及空间学习记忆的检测，发现在除去平台，进行参考记忆检测时（probe trial），染毒组动物的潜伏期明显延长，对动物工作记忆进行测试，检测结果显示染毒组动物到达平台的潜伏期明显延长。在PND30各染毒剂量组动物的活动总距离、运动速度、运动时间、运动次数以及中央活动时间与溶剂对照组相比，没有明显差异，但PND120染毒剂量组动物的总距离、运动速度、运动时间、运动次数出现增加趋势。与对照组之间相比差异具有统计学显著性（p <0.05）。提示幼龄大鼠CPF单次灌胃染毒不仅能够诱发空间记忆损伤，而且可引起成年后动物行为学的改变。.在本研究中通过比较毒死蜱（Chlorpyrifos，CPF）连续染毒与染毒撤除后海马神经元细胞的损伤、增殖、分化等指标变化。CPF低剂量持续暴露并不会产生明显的可检测到的细胞毒性,然而，低剂量毒死蜱持续暴露后停药却会产生细胞毒性，说明毒死蜱引起的这种神经毒性有所延迟。同时，免疫荧光染色结果显示，毒死蜱暴露对原代培养体系中成熟神经元数目无影响，却使其中新生神经元和神经前体细胞数量有所减少。提示毒死蜱可能影响神经发生进而引起延迟的神经毒性。