百草枯暴露对成年及子代小鼠多巴胺系统的损伤机制

百草枯是一种在我国乃至世界范围内广泛使用的高效、中毒除草剂。近年来，百草枯的大量使用引发了人们对其慢性毒作用尤其是神经毒性作用方面的关注，百草枯长期低剂量暴露被认为是帕金森病的环境危险因素之一。并且已有研究发现其神经毒性作用多发生在中脑黒质纹状体的多巴胺系统。因此，深入了解百草枯暴露对多巴胺能神经系统的损伤机制对于明确百草枯的神经毒性具有重要意义。本课题拟探讨百草枯对多巴胺在中脑黒质纹状体内合成、储存、转运、代谢等一系列功能的毒作用影响以及孕期百草枯暴露对子代多巴胺能神经系统的影响，探讨可能的内源性毒作用机制及其发育神经毒性，进一步补充和完善百草枯的黒质多巴胺能神经毒作用机制，为农药的使用和管理和相关政策的制定提供科学依据。

百草枯作为一种在世界范围内广泛使用的除草剂，近年来，引发了人们对其慢性毒作用尤其是神经毒性作用方面的关注。目前，已有研究发现其神经毒性作用多发生在中脑黑质纹状体的多巴胺系统，所以深入了解百草枯暴露对多巴胺能神经系统的损伤机制对于明确百草枯的神经毒性具有重要意义。本研究通过离题细胞模型及整体动物实验，探讨百草枯对多巴胺在中脑黒质纹状体内合成、储存、转运、代谢等一系列功能的毒作用影响以及发育期百草枯暴露对成年期多巴胺能神经系统的影响，探索可能的内源性毒作用机制及其发育神经毒性，进一步补充和完善百草枯的黒质多巴胺能神经毒作用机制。通过28天经口重复灌胃染毒C57BL/6J小鼠所建立的PQ体内损伤模型，发现在百草枯低剂量时小鼠虽无明显全身性症状体征时，但表现出自主活动增强和明显焦虑情绪以及空间学习记忆能力的异常。小鼠中脑多巴胺能神经元出现凋亡、变性、甚至坏死，符合神经系统病变特征。PQ可能通过影响DA系统的合成、储存、转运、降解等环节破坏DA稳态，降低体内中脑内多巴胺的水平，引起神经行为异常，证明多巴胺系统稳态的失衡是参与PQ致多巴胺系统损伤的重要机制。与成年小鼠相比，发育期小鼠暴露于百草枯会会产生类似于“沉默毒性”的早期效应。在中脑黑质细胞数量和基因表达水平发生了显著变化的情况下，却没有出现全身毒性及相应的神经行为功能的变化，这为PQ的“沉默毒性”效应的验证提供了线索和参考。PC12细胞体外研究发现，百草枯对PC12细胞具有明显损伤作用，可使细胞增殖活力下降，凋亡比例增加。PQ可能通过影响PC12细胞内DA系统的合成、储存、转运、降解等环节破坏DA稳态，使得细胞内DA大量堆积，产生自氧化作用，释放大量ROS，激活ERK1/2相关的MAPKs信号通路，从而启动PC12细胞的凋亡程序。另外，采用人胚胎神经干细胞离体模型进行更加深入分子水平的机制研究。PQ可介导ROS的产生，导致氧化损伤，后者激活p53通路调控细胞周期和细胞凋亡，最终抑制细胞活力和增殖。PQ致氧化应激还可激活抗氧化通路。在抑制细胞增殖的浓度以下已经能够影响ReNcell CX细胞的分化结局和分化后细胞的功能成熟，在更低浓度时已经影响了ReNcell CX细胞分化过程中，尤其是分化早期信号通路关键分子的表达。综上所述，以上实验结果验证了我们对于DA稳态失衡在PQ所致多巴胺系统损伤机制中的作用，说明PQ是诱发PD的