血脑脊液屏障调控铜稳态在铅神经毒性中的机制研究

目前慢性铅中毒依然是职业工人和现代居民所面临的主要健康问题之一，但是铅神经毒性的机制还不清楚。铅暴露可导致APP表达变化和认知功能障碍等，这与神经退行性病变相似，而铜稳态失调是神经退行性病变发生发展的机制之一，血脑脊液屏障是调控中枢神经系统铜稳态的物质基础。本项目首先利用动物模型初步阐明铜稳态失调在铅暴露神经损伤中的作用；然后应用血脑脊液屏障模型、侧脑室灌注技术和RNAi技术阐明铅暴露导致血脑脊液屏障对铜稳态功能损伤以及可能的调控机制；在此基础上应用动物实验和铅暴露人群作为研究对象，以骨铅水平作为累积暴露，采用典型相关统计方法探讨铜稳态相关指标作为铅诱导的神经损伤的标志物的可能性。本研究从细胞水平、动物实验和暴露人群三个层次探讨铅暴露对于血脑脊液屏障调控铜稳态功能的损伤，丰富铅神经毒性的作用机制，也为铅中毒的防治和铅暴露后生物标志物的探讨提供理论依据。

铅是一种惰性金属，进入机体后可引起氧化损伤，这可能是铅干扰了他金属如铜的稳态所致。本项目通过建立大鼠铅染毒的剂量-反应和时间-效应模型，对铅暴露引起的铜稳态失调进行了探讨，也对铜稳态相关指标能够作为铅神经损伤的标志物进行了初探。大鼠染铅后海马、脑脊液、脉络丛、血清中铜含量以及血清未结合铜含量随着染铅剂量增加和时间延长而上升，尤其是脉络丛和脑脊液中的变化尤为显著，脉络丛中铜转运蛋白Ctr1、ATP7A的RNA表达也随染毒剂量的增加而升高。血清铜和未结合铜含量与骨铅(蓄积状况)、海马铅(靶器官)、海马AGE含量（氧化损伤）等呈正相关，与学习记忆能力呈负相关 。铜稳态相关蛋白铜蓝蛋白（CP）活性和含量随染毒剂量增加和时间延长而下降，与学习记忆能力呈负相关。这项研究初步提示铜稳态参与了铅的神经损伤过程；铜稳态相关指标血清铜、未结合铜、CP的活性和含量可能成为铅神经损伤的候选标志物。 之后我们进行了人群研究以探讨这四个铜稳态相关指标作是否可作为铅神经损伤的候选标志物。主成分分析和相关分析的结果显示血清未结合铜的含量、CP活性分别与目标追逐、简单反应时等神经行为相关，提示它们可作为铅暴露的效应标志物。 这样研究成果为进一步探讨脑组织中不同类型细胞中铜和铜结合蛋白谱奠定了工作基础。本研究培养研究生2名，青年教师1名，完成了项目计划书中的工作内容。