槲皮素修复铅致大鼠海马突触可塑性损伤及Natratoxin神经毒素抑制背根神经节A型钾电流作用的研究

槲皮素修复铅致大鼠海马突触可塑性损伤及Natratoxin神经毒素抑制背根神经节A型钾电流作用的研究

论文摘要

铅是最重要的环境神经毒物之一。现已证实儿童在发育过程中的慢性铅暴露能够引起学习记忆功能和神经行为等认知功能的损伤。海马是与学习记忆功能密切相关的一个重要脑区,海马神经元活性依赖的突触可塑性被认为是学习和记忆功能的细胞与分子基础。研究结果表明,在发育过程中的慢性铅暴露损伤了大鼠海马的突触可塑性,这可能是慢性铅暴露损伤学习和记忆功能和神经行为等认知功能的机制之一。铅作用的毒理机制是复杂的,除了引起神经元突触可塑性损伤外,铅暴露导致的生物体氧化应激被认为是其发挥毒性作用的一个重要途径。黄酮类化合物在自然界的植物中广泛存在,在水果、种子、茶叶和红酒中含量十分丰富,其中槲皮素是含量最丰富的黄酮类化合物之一,并且作为饮食的一部分被人体摄取。槲皮素的抗氧化性被认为比维生素C、维生素E和β-胡萝卜素要高出一个摩尔级别;此外,槲皮素是典型的多酚类化合物,具有很强的金属离子螯合能力和自由基清除能力。本实验中,新生的Wistar大鼠自出生起至成年通过引用0.2%醋酸铅溶液(1090 ppm)接受慢性铅暴露。槲皮素处理组从实验开始前一周接受治疗,以30 mg/kg体重/天的剂量对铅暴露组以腹腔注射的方式给药,持续7天。治疗结束后,进行大鼠海马DG区的PP-DG通路上的在位电生理记录,包括输入/输出功能,双脉冲响应和长时程增强等参数。结果显示,慢性铅暴露明显降低DG区诱导的EPSP和PS的LTP幅度:而在铅+槲皮素处理组,其LTP幅度则明显高于铅暴露组。同时,我们还应用电感耦合等离子体质谱仪检测了不同处理组动物的海马铅水平,结果表明铅+槲皮素处理组的海马铅浓度显著低于铅暴露组。以上结果提供了一个直接的电生理水平的证掘证明槲皮素能够减轻慢性铅暴露引起大鼠DG区的突触可塑性损伤,表明槲皮素有可能成为治疗铅导致认知损伤的一个潜在药物。Natratoxin是一种从Naja atra venom眼镜蛇中分离纯化的新型小分子蛇毒分泌型磷脂酶A2(sPLA2s)神经毒素,其神经毒理作用尚未深入了解。背根神经节(DRG)神经元是一类具有假单极结构特征的初级感觉神经元;A型钾电流(IA)对调节神经元的动作电位发放频率和复极化有着重要意义,其改变对神经元的兴奋性产生重要影响。本文应用全细胞膜片钳技术根据动力学和药理学特性分离鉴定急性分离的大鼠背根神经节神经元上A型钾电流,研究Natratoxin对DRG神经元细胞IA的效应,并初步探讨其作用机理。观察到Natratoxin以浓度依赖性方式抑制IA;并且使IA的稳态激活曲线向超极化方向移动,其中10μM Natratoxin使半数激活电压V1/2和斜率因子K分别由对照的-5.0±2.8 mV和18.3±2.8 mV减少为-13.5±2.2 mV(P<0.05)和15.4±2.0 mV(P<0.05);Natratoxin同时也使稳态失活曲线向超极化方向移动,其中10μM Natratoxin使半数激活电压V1/2由对照的-80.5±0.9mV减少到-93.0±2.6 mV(P<0.01),斜率因子k由对照的9.3±0.9 mV增加到11.6±1.8 mV(P<0.05)。此外,我们还发现这种抑制作用是酶活性非依赖的。我们得出结论:Natratoxin以浓度依赖性的和酶活性非依赖的方式抑制DRG神经元A型钾电流,并且改变了通道的一系列动力学性质,导致神经元的兴奋性增加,这可能是其发挥对外周的神经毒理作用和影响外周痛觉过程的作用机理之一。

论文目录

  • 致谢
  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 综述篇
  • 第一章 铅的神经毒理作用及其分子机制
  • 1.1 铅的毒理作用
  • 1.2 铅的神经毒理作用及其机制
  • 1.2.1 铅暴露对中枢神经系统的损伤
  • 1.2.2 铅暴露对学习记忆和突触可塑性的影响
  • 1.2.3 铅引起中枢神经毒性的细胞及其分子机制
  • 1.3 铅诱导氧化损伤的毒理机制
  • 1.3.1 铅诱导活性氧的产生
  • 1.3.2 铅对细胞膜的影响
  • 1.3.3 铅影响细胞抗氧化系统的正常功能
  • 参考文献
  • 第二章 海马与学习记忆
  • 2.1 海马的结构
  • 2.2 海马内神经递质与学习记忆
  • 2.3 突触可塑性是学习记忆的分子基础
  • 2.3.1 海马长时程增强(LTP)的机制
  • 2.3.1.1 NMDA受体依赖的LTP
  • 2.3.1.2 非NMDA受体依赖的LTP
  • 2.3.2 海马长时程抑制(LTD)的机制
  • 2.3.2.1 NMDA受体依赖的LTD
  • 2.3.2.2 非NMDA受体依赖的LTD
  • 参考文献
  • 第三章 槲皮素的生理功能概述
  • Ⅰ 槲皮素的生物功能
  • 3.1.1 槲皮素的抗氧化性
  • 3.1.2 槲皮素的神经保护作用
  • 3.1.3 槲皮素的金属离子螯合作用
  • 3.1.4 槲皮素对离子通道的作用
  • Ⅱ 槲皮素的生物安全性评估
  • 3.2.1 槲皮素的急性毒理作用
  • 3.2.2 槲皮素的亚慢性和慢性毒理作用以及致癌性研究
  • 3.2.3 槲皮素安全性相关的临床和流行病学研究
  • 参考文献
  • 第四章 蛇毒磷脂酶A2的性质和背根神经节钾离子通道的概述
  • 4.1 PLA2的来源和分类
  • 4.2 PLA2的理化性质和结构特征
  • 4.3 PLA2的生理功能、病理作用和实际应用
  • 4.4 蛇毒sPLA2的药理功能和实际应用
  • 4.5 背根神经节上的电压依赖性钾离子通道
  • 参考文献
  • 实验篇
  • 第五章 槲皮素修复慢性铅暴露引起的大鼠海马DG区突触可塑性损伤
  • 5.1 引言
  • 5.2 实验方法
  • 5.3 数据分析
  • 5.4 实验结果
  • 5.5 讨论
  • 参考文献
  • 第六章 Natratoxin神经毒素对急性分离的背根神经节神经元A型钾电流的抑制作用
  • 6.1 引言
  • 6.2 材料和方法
  • 6.3 实验结果
  • 6.4 讨论
  • 参考文献
  • 个人简历
  • 相关论文文献

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