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近年来人们对农作物产量以及害虫防治的需求不断增加,农药的使用量也越来越多,但农药、除草剂的使用不当,如过量使用、投毒、误食等,会危害环境生态体系和人们的生命健康。百草枯(paraquat,PQ),学名1-1’-二甲基-4-4’-联吡啶阳离子盐,是一种由硫酸二甲酯、金属钠、吡啶反应而成的快速非选择性的除草剂,由于其除草范围广,效果好,被誉为农药之王。但是,百草枯对人和动物是具有毒性的,既可以经口进入人体,也可以经皮肤吸收而引起中毒,常作为自杀药物使用。百草枯进入人体后会迅速扩散到全身,穿过血脑屏障,损害神经系统,造成神经毒性。流行病学研究表明,百草枯长期暴露会增加帕金森病等神经退行性疾病的患病率,在科研上常被用于小鼠帕金森模型的建模。由于百草枯神经中毒机制并不明确,到目前为止,还没有百草枯的特效解毒药,百草枯中毒有非常高的致死率。因此,研究百草枯的神经毒性及治疗方案,具有重要的科学价值和社会意义。杜仲(Eucommia ulmoides,EU)又称木棉、石思仙等,是中国特有的药材,具有补肝肾的功效。杜仲提取物含有多种成分,如绿原酸、木质素、黄酮类和环烯醚萜类等成分,在降血压、降血脂、抗骨质疏松以及抗菌抗病毒等方面也具有很好的疗效。但是,尚不清楚杜仲是否具有治疗百草枯神经毒性的功能。本研究首先建立小鼠百草枯中毒模型,然后对小鼠进行杜仲水提物(water extract of Eucommia ulmoides Oliv.Bark,WEE)灌胃治疗,并通过Morris水迷宫、Masson染色、免疫荧光染色、Brd U标记、蛋白质印迹和激光共聚焦显微镜观察等一系列技术和方法,研究百草枯对小鼠不同脑部区域的神经毒性,以及杜仲水提物对其的保护作用,结果如下:(1)百草枯攻毒后,小鼠的学习记忆能力明显下降,通过服用杜仲水提物可以明显缓解这种由百草枯引起的小鼠认知功能障碍。百草枯攻毒导致小鼠的肺部出现炎症、出血和纤维化等症状,进行杜仲水提物治疗后,染毒小鼠的肺部损伤明显好转,出血、炎症等症状均减轻。(2)百草枯神经毒性模型小鼠中,大脑海马区增殖细胞、中间神经元以及神经胶质细胞数量发生明显改变,通过服用杜仲水提物可以提高海马新生细胞、中间神经元和胶质细胞的数量。(3)百草枯攻毒后,小鼠海马突触相关蛋白,如spinophilin、synaptophysin和PSD95等表达出现异常,服用杜仲水提物后,这些与突触相关的蛋白表达水平趋向正常。(4)百草枯攻毒模型小鼠海马区的炎症和凋亡相关蛋白如NF-κB、ERK、p38和Caspase3等出现表达异常,服用杜仲水提物后,这些异常均得到不同程度的挽救。(5)百草枯攻毒后,对小鼠的脑干和纹状体区域进行研究,结果发现,该区域的多巴胺能神经元和胆碱能神经元收到损伤,神经递质相关蛋白如TH、TPH2、CHAT等均出现表达异常,杜仲水提物治疗后,多巴胺能神经元和胆碱能神经元得到明显的挽救,相关蛋白的含量也得到改善。综上所述,本研究首次发现杜仲水提物对百草枯神经毒性具有治疗作用。