2024年3月21日发(作者:丰田奥拓自动挡多少钱)

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第20卷第2期 ()D 

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Effect 0f Lead on Apoptosis 

and Expression of XIAP,Smac 

Genes in the Hippocampus 

铅对发育期大鼠 

海马细胞凋亡的 

诱导和XIAP、Smac 

基因表达的影响 

岱,镰锡金,张玉琴/部良楷/孥 熬/ 

顾成武/陈刚建/陈松建/刘俊晓/霍 霞 

(汕头大学医学院中心实验室,广东汕头 

515041) 

HAN Dm,XU Xi jin,ZHANG Yu-qin,ZHENG 

Liang-kai,LI Yan,GU Cheng wu,CHEN Gangjian, 

CHEN Song-jian,LIU Jun-rSao,HUO Xia 

r Central Laboratary,Shantou University Medical 

College,Shantou 515041,Guangdong,China) 

【摘要】背景与目的:观察醋酸铅对发育期大鼠海马区细胞凋亡及其相关基因XIAP和Smac mRNA表达的影响,以揭示铅的神经 

毒作用机制。材料与方法:48只健康雄性1月龄sD大鼠,被随机分为:对照组(给予双蒸水灌胃6周),实验组分别按低、中、高剂量, 

依次给予2、20、200 nag/kg醋酸铅溶液灌胃6周。以石墨炉原子吸收法测血铅浓度;用TUNEL法检测大鼠脑组织细胞凋亡的发生情 

况;用RTPCR检测海马细胞XIAP和Smac mRNA的表达。结果:大鼠血液中的铅浓度随染铅浓度的增加而升高(P<0.01)。各醋酸 

铅剂量组大鼠海马组织凋亡细胞数量明显增加,其凋亡指数显著高于对照组(P<0.01),并且随染铅浓度的上升而增加;大鼠海马组 

织的XIAP基因表达有下降趋势,高铅剂量组显著低于对照组(P<0.01)。相关分析显示X/AP基因表达水平与血铅浓度呈负相关。各 

组大鼠海马组织的Smac基因表达水平无明显差别,和血铅浓度也无相关性(P均<0.05)。 结论:铅可诱导发育期大鼠的海马细胞 

凋亡率上升,该现象可能是通过抑制细胞XIAP基因的表达来发挥作用的。 

【关键词】铅;海马;凋亡;X/AP;Smac 

中图分类号:R135.1 1 文献标识码:A 文章编号:1004—616X(2008)02—0119—04 

fA晟s力Mc BACKGROUND AND AIM:To provide some scientiifc basis for the neurotoxic mechanism of lead,the 

present study examined the effct of lead aceteate on apoptosis and expression of apoptosis-relatd genes XIAP aend Smac 

in the hippocampus of developing rats.MATERIAI ̄AND METHODS:Healhty male Sprague-Dawley rots(30 days old,n= 

48)wel' ̄randomly divided into 4 groups wiht 12 rats in each group:distilld wateer negative control group,2 mg/kg, 

20 mg/kg,200 mg/kg lead poisoning groups.1ead acetate was given through gastric feeding for 6 weeks.1ead 

concentration in the blood of the rats was detemfined by atomic absorption spectrophotometry.Apoptosis in the 

hippocampus Was made by TUNEL.The expression of XIAP and Smac genes in the hippocampus Was examined by 

RT PCR.REsI Is:The blood lead concentration of the lead exposure rat aduaⅡy increased wiht increasing level of lead 

exposure.\TUNEL showed that there were signiicafnt diferences between the four groups,and there Was a significant 

dose response relationship betwen the level of lead exposure and apoptosis.The expression of XIAP gene decreased in 

neurons of the hippocampus in high-lead treatment group compared with the control,but there were no diferences in the 

expression of Smac gene among 4 groups.Correlation analysis demonstrated that lead concentration in blood correlated 

negatively with the expression of XIAP.CONCLUSION:Lead exposure resultd ien signiicafnt increase of apoptosis of 

neurons.Lead-induced hippocampal neuronal apoptosis Was relatd to down regulatieon of the expression of XIAP gene. 

1g,Er woe,osl Lead;hippocampus;apoptosis;X/AP;Smac 

收稿日期:2007—07—13;修订日期:2OO7—11—27 

基金项目:教育部留学回国人员科研启动基金,广东省自然科学基金 

(5008352) 

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作者简介:韩岱(1978一 ),女,安徽合肥人,硕士,研究方向:神经毒理学。 

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*Correspondence to:HUO Xia,E—mail:xhuo@stu.edu.ell 

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铅是环境中一种常见的污染物,中枢神经系统是其 

耳后立即用4℃的PBS灌注,待右心耳处流出澄清液 

毒性作用的主要靶器官,发育中的神经系统对铅尤为敏 

体后断头,沿正中矢状缝将脑组织切成左右两半,取右 

感【1】。据报道铅的神经毒性与细胞凋亡有关 】,但对其 

半脑经多聚甲醛固定12 h后石蜡包埋¨】,矢状位连续 

详细机制仍未完全清楚。 

各种外来因素都有可能诱导细胞凋亡的发生,如毒 

切片(片厚约5 ttm)。 

1.2.3 血铅浓度测定用原子吸收分光光度计, 

物、电离辐射、高温、生长因子缺乏等。近年来许多研究 

参照汕头大学医学院中心实验室建立的化学改进剂优 

发现,x连锁凋亡抑制蛋白(X chromosome linked 

化血铅测定法进行检测 】。采用血铅标准参照物对全程 

inhibitor of apoptosis protein,XIAP)在抑制细胞凋亡的 

进行质量控制。 

过程中起着重要作用。它是迄今为止最强大的半胱氨酸 

1.2.4总RNA提取取标本50~100 mg.按 

天门冬氨酸蛋白酶(Caspase)的内源性抑制剂。而线粒 

Trizol试剂说明书操作提取总RNA,用去RNA酶的双 

体结合蛋白Smac可以阻止XIAP对Caspase的抑制且激 

活Caspase酶原,并增强成熟Caspase酶的活性,是近年 

来国内外学者研究和报道较多的促凋亡基因之一【3】。本 

研究用不同剂量醋酸铅溶液处理发育期大鼠,观察其海 

马细胞凋亡的发生情况及凋亡相关基因X/AP和Smac 

mRNA的表达,为进一步揭示铅的神经毒作用机制,预 

防和治疗铅中毒提供科学依据。

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1材料与方法 

1.1 材料 

1.1.1 主要仪器石墨炉原子分光光度计(Shim- 

adzu,AA660);PCR仪(Eppendorf);凝胶成像系统 

(Genentech);切片机(Leica,RM2016);光学显微镜 

(Olympus)。 

1.1.2 主要试剂乙酸铅(国药集团化学试剂有 

限公司);Trizol(Invitrogen);DEPC(Sigma);RT-PCR 

(AMV)试剂盒(凯基公司);PCR引物(上海鼎安公司); 

琼脂糖(上海Yito实业有限公司);TUNEL细胞凋亡原 

位检测试剂盒(Promega,Germeny)。 

1.1.3 实验动物健康雄性1月龄sD大鼠,体 

重120~140 g,由南方医科大学实验动物中心提供。 

1.2实验方法 

1.2.1 动物模型制备 48只sD大鼠随机分为 

对照组和低、中、高铅剂量组(每组12只)。对照组每 

日给予2 ml双蒸水灌胃;低、中、高铅剂量组分别按每 

日2、20、200 mg/kg剂量给予醋酸铅溶液灌胃,大鼠每 

7 d称重1次,灌胃6周后采集标本。 

1.2.2取材每组sD大鼠随机分为a、b两亚组 

(每亚组6只)。a亚组:断头处死动物,取血1 ml保存于 

去铅处理过的4 lIll离心管中(内加25 u的肝素抗 

凝)。沿正中矢状缝破开大鼠头骨快速取出鼠脑,在冰盘 

上剥离海马,放入去RNA酶处理过的离心管中一70℃ 

保存。b亚组:腹腔注射1%戊巴比妥钠(4.6 ml/kg)深 

麻醉,剖开胸腔,然后经左心室插管入主动脉,剪开右心 

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蒸水溶至50 l,一70℃保存。用分光光度计测定 

RNA纯度,用A260×4 ttg/ml来计算RNA含量,稀释 

RNA浓度至1 ptg/pq进行逆转录反应。 

1.2.5 RT-PCR反应按凯基RT-PCR试剂盒说 

明书进行逆转录反应,PCR反应引物由上海鼎安合成, 

各引物具体信息如下: 

表1引物信息表 

Table 1 P—IIIer information 

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PCR反应体系为:cDNA 1.0 ttl,上、下游引物(均为 

10 ̄mol/L)各0.5 l,2×Master Mix 6.25 ttl,加双蒸水 

至总体系12.5 ttl。PCR反应条件为:94℃3 min,94 oC 

30 s,54.9 oC 30 s,72 oC 1 min,13-actin为28个循环, 

XIAP为36个循环,Smac为30个循环,最后72℃延伸5 

mino 

1.2.6 PCR产物分析取PCR产物5 l进行琼 

脂糖凝胶电泳。采用凝胶自动分析成像软件Quantity 

One 4.4.0分析各产物条带平均光密度,计算X/AP和 

Smac基因扩增产物和内参 ̄-actin扩增产物光密度比 

值,作为目的基因相对mRNA表达水平。 

1.2.7 TUNEL染色每只大鼠在连续切片20~ 

50号间随机选出1张切片,按照TUNEL检测试剂盒说 

明书进行染色,以0.01 mmol/L PBS(pH 7.4)代替TdT 

和Biotin-11-dUTP作为空白对照。细胞显示棕色或棕色 

颗粒者为阳性细胞,不显色为阴性反应。细胞凋亡发生 

率用凋亡指数(apoptosis index,AI)表示,即在光学显微 

镜200倍视野下顺时针方向随机选择海马区10个视 

野,计数100个神经细胞中的TUNEL阳性细胞数。 

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第20卷第2期 

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1.3统计学方法 

用SPSS10.0软件进行t检验(方差齐)、方差分析 

和相关分析。 

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2 结果 

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2.1 石墨炉原子吸收法测定各组大鼠血铅含量 

结果如表2。可见低、中、高铅剂量组的大鼠血铅均 

显著高于对照组(P<0.05或P<0.01)。而且各实验组 

的大鼠血铅值之间差异具有统计学意义(F=65.551,P 

<0.01)。相关分析显示各实验组大鼠的血铅值随着染 

图2各组大鼠海马XIAP和Slnll ̄:mRNA表达水平的变化(-f- p-, ̄enn 

mRNA的比值) 

Figure 2 Change tendency of XIAP and Smac mRNA expression in 

hippocampus of four掣Ⅻl in rats(relative value to P ̄cOn mRNA) 

铅浓度的升高而明显升高(r=0.864,P<0.01),说明本 

实验大鼠的铅暴露动物模型制造成功。 

表2各组大鼠血铅均数统计 

Table 2 Blood lead level of rats(pg/IL. ±s) 

2.3 铅对大鼠脑细胞凋亡的影响 

2.3.1 大鼠海马组织咖L染色分析 图3示 

光镜下胞核中的棕色颗粒为凋亡细胞阳性标记;空白对 

照未见阳性表达。海马区凋亡阳性表达细胞分散,着色 

浅;图B~D显示:正常对照组相应部位仅见少数细胞 

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2.2 铅对大鼠海马组织XIAP和Smac mRNA表 

达的影响 

表达阳性,着色浅;各染铅组大鼠海马区均可见TUNEL 

阳性神经元细胞,主要分布于锥体细胞层和颗粒细胞 

层,且随染铅剂量的增大而逐渐增多。 

2.3.2 凋亡指数统计分析见表3。方差分析显 

示各组间神经元细胞的凋亡指数差异有统计学意义 

见图1、2-actin、XIAP和Smac mRNA在对照组和 

(F=165.568,P<0.01)。发育期大鼠的海马组织经过 

实验组大鼠的海马组织中均有表达。由图2可见,低铅 

铅暴露处理后凋亡细胞数量明显增加,且各组大鼠的海 

 

剂量组和中铅剂量组的大鼠海马组织的XlAP基因的 

马区神经元细胞凋亡指数随铅暴露程度加深而上升。

表达水平低于对照组,但差异无统计学意义 

(P>0.05),只有高铅剂量组大鼠海马组织的XlAP基 

因表达和对照组有明显差异(P<0.01)。说明铅暴露水 

表3各组大鼠海马神经元细胞凋亡指数的比较 

Table 3 Compamon of the apopto ̄

hippocampus of rats(%. ±s) 

indexes(AI)of the neurons in 

平要达到一定程度才会使海马组织的XlAP基因的表 

达发生明显变化。而各组大鼠海马组织Smac mRNA的 

表达的差异无统计学意义(P>0.05)。同时XIAP/Smac 

的比值在4组海马组织间也无明显差异(P>0.05)。相 

Compared with control group(t-test).一P<0.O1 

关分析显示大鼠血铅值和XlAP mRNA的表达存在剂量 

效应关系(r=一0.472,P<0.05);而大鼠血铅值和 

同时和XIAP/Smac mRNA值也无相关性(P>0.05)。 

3 讨论 

Smac mRNA的表达不存在剂量一效应关系(P>0.05), 

血铅测量的结果显示血铅值高低可以代表大鼠摄 

入醋酸铅的水平。研究表明,铅暴露可使发育期大鼠海 

马组织出现典型的细胞凋亡,且凋亡细胞数量随染铅浓 

度的增加而升高,显示铅可以导致发育期大鼠脑细胞凋 

亡。这与其它检测铅诱发大鼠脑细胞凋亡的研究的结果 

致 -8]o由于脑细胞尤其是海马细胞凋亡会直接导致 

神经细胞总数减少,这必然会对中枢神经系统造成损 

伤,进而影响学习和记忆。这与目前报道最多的铅染毒 

1 2 3 M l 2 3 1 2 3 1 2 3 

 

引起幼年大鼠学习、记忆改变的观点相一致 -10] ̄ 

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Cnntrnl l,ow—It ̄ad Middle一1ead High—lead 

正常情况下x连锁凋亡抑制蛋白(XIAP)可在神经 

细胞中普遍表达。XIAP蛋白是最有效力的内源性 

Caspase抑制物,而Caspase家族蛋白是细胞中调控凋亡 

图1各组大鼠海马的I ̄cnn、XIAP和Smac mRNA表达的电泳分析 

gIlre 1 V_ ̄ressions of P-acnn,XIAP and Snmc mRNA in 

hippocamlms of rats.1:P-actin;2:X]AP;3:Smac;M:marker 

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