低浓度毒死蜱对胚胎神经前体细胞分裂平面取向的影响及其远期细胞形态效应

论文摘要

有机磷农药毒死蜱（Chlorpyrifos, CPF）的广泛使用引起了神经发育毒性,且从胚胎神经管到出生后神经发育阶段均为易受损期。许多研究报道了CPF对细胞增殖和分化的影响,但很少阐述CPF对神经细胞分裂过程的影响。本文研究低浓度CPF对胚胎神经前体细胞分裂平面取向的影响及其远期细胞形态效应。我们将5mg/kg/d CPF通过皮下注射（subcutaneous, sc）暴露于E7.5-11.5天孕鼠,在E12、E14和E16天时,制备胎脑组织石蜡切片在显微镜下测量脑室区（ventricular Zone,VZ）顶端前体细胞（apical progenitor cells, APs）和室下区（subvertricular zone, SVZ）中间前体细胞（intermediate progenitor cells, IPs）分裂平面的角度（即分裂平面与室表面的交角）,分别统计水平分裂、倾斜分裂、垂直分裂的细胞数,同时计数脑室表层有丝分裂细胞数和总细胞数量及比例。另外,我们为了评估CPF对脑发育的远期细胞形态效应,观察分析CPF对出生后35天（postnatal days35, PND35）的子代鼠大脑皮层S1区、海马区和纹状体细胞形态的影响。实验结果发现,VZ区中APs在皮层发育期主要以垂直分裂为主；相反,在SVZ区中,大多数的IPs以水平分裂为主。在CPF暴露后,E12、E14、E16的APs形态正常,但细胞分裂平面发生了变化,倾斜分裂和水平分裂细胞数增加而垂直分裂细胞数减少。同时有丝分裂细胞数／室表层细胞总数的比率相对稳定。而在SVZ区中,CPF暴露对IPs分裂平面取向的影响较小,其主要的水平分裂无发生明显变化,而其他分裂模式与对照组比较也没有明显改变。我们的结果表明神经发育期暴露CPF后对VZ区APs有丝分裂平面取向具有影响,显示出垂直分裂向水平分裂转换的趋势,也表明了CPF暴露后使细胞有丝分裂由对称分裂向不对称分裂转变；另外,由于有丝分裂细胞与总细胞之间的比率相对稳定,明确了有丝分裂平面取向的改变不是由于有丝分裂细胞数的减少而引起的。研究子代鼠脑组织的实验结果发现,在海马区,CA1区平均厚度下降22.37%,CA3区平均厚度下降25.66%,而DG区平均厚度增加24.14%,与对照组比较,差异均有统计学意义（P<0.05）；S1区胶质细胞／神经元比值由22.41%上升至34.23%；纹状体区神经元总数下降32.78%在总细胞中比率下降10.13%。这些研究结果证明,在未表现出全身性中毒的亚中毒阈剂量下,CPF在妊娠期的暴露,能引起子代鼠脑结构的细微损伤。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 主要缩略词一览表
• 第一章 论文综述
• 1.1 引言
• 1.2 毒死蜱的理化特性及神经发育毒性
• 1.2.1 毒死蜱的理化特性
• 1.2.2 毒死蜱的神经发育毒性
• 1.3 胚胎神经系统发育
• 1.3.1 胚胎神经管的形成
• 1.3.2 胚胎神经细胞的分裂及迁移
• 1.4 神经干细胞的对称分裂与不对称分裂模式
• 1.4.1 对称分裂与不对称分裂
• 1.4.2 分裂平面的定向在分裂模式转换中的作用机制
• 1.4.2.1 在果蝇成神经细胞中分裂平面的定向
• 1.4.2.1.1 分裂平面的定向和形态不对称性
• 1.4.2.1.2 与分裂平面取向相关的蛋白复合体
• 1.4.2.2 在哺乳动物神经前体细胞中分裂平面的定向
• 1.5 研究背景与意义
• 1.6 研究内容与创新点
• 1.7 课题来源
• 第二章 低浓度有机磷农药毒死蜱对小鼠胚胎神经细胞有丝分裂平面取向的影响
• 前言
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 实验动物
• 2.1.2 试剂及药品
• 2.1.3 主要试剂
• 2.1.4 主要仪器设备
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 实验动物给药处理及定时胚胎的制备
• 2.2.2 石蜡常规切片步骤
• 2.2.3 拍照分析
• 2.2.4 有丝分裂平面取向的测量
• 2.2.5 统计学分析
• 2.3 实验结果
• 2.3.1 定时胚胎的制备
• 2.3.2 胚胎大脑新皮质的组织发生
• 2.3.3 VZ区APs的有丝分裂平面取向
• 2.3.4 SVZ区IPs的有丝分裂平面取向
• 2.3.5 不同时期VZ区脑室表层有丝分裂细胞的定量
• 2.3.6 CPF对小鼠胚胎整体形态的影响
• 2.3.7 CPF对VZ区APs分裂平面取向的影响
• 2.3.8 CPF对SVZ区IPs分裂平面取向的影响
• 2.3.9 CPF对VZ区脑室表层有丝分裂细胞比率的影响
• 2.4 讨论
• 第三章 低浓度毒死蜱胚胎早期暴露对子代鼠不同脑区细胞形态的远期效应
• 前言
• 3.1 实验材料
• 3.1.1 实验动物
• 3.1.2 主要药品
• 3.1.3 主要试剂
• 3.1.4 主要仪器设备
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 实验动物处理及分组
• 3.2.2 灌注固定及脑组织解剖
• 3.2.3 石蜡常规切片步骤
• 3.2.4 形态学定位分析
• 3.2.5 神经细胞体视学参数测量
• 3.2.6 统计学处理
• 3.3 实验结果
• 3.3.1 CPF对子代鼠的基本影响
• 3.3.2 CPF对子代鼠海马各区组织细胞的影响
• 3.3.2.1 CPF对子代鼠海马CA1区组织细胞的影响
• 3.3.2.2 CPF对子代鼠海马CA3区组织细胞的影响
• 3.3.2.3 CPF对子代鼠海马DG区组织细胞的影响
• 3.3.3 CPF对子代鼠大脑皮层S1区组织细胞的影响
• 3.3.4 CPF对子代鼠纹状体区组织细胞的影响
• 3.4 讨论
• 第四章 实验总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果
• 一、发表论文
• 二、参与课题