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甲基汞(methylmereury, MeHg)是一种有毒化合物，引起的环境污染已成为全球性问题，并受到世界各国研究者的极大关注。由于甲基汞具有脂溶性的特点，易于穿透生物膜，在生物体中大量积累，具有很高的稳定性，并在组织中长期存在，难以消除，对环境具有生物蓄积毒性作用。甲基汞中毒是以神经系统为主的全身性损害，在日本曾经由于水体甲基汞的污染导致了水俣病的发生。目前对甲基汞致神经毒性的机制尚不清楚，有相关报道称与大脑内谷氨酸的代谢转运障碍及氧化损伤有关，二者的相互作用又进一步增大了神经毒性。N-乙酰半胱氨酸(N-acetylcysteine，NAC)是半胱氨酸的衍生物，它的巯基可作为H+供体而发挥直接的抗氧化作用，而且能再合成具有生物活性的谷胱甘肽，从而起到间接抗氧化作用及自由基清除作用，因而在临床和实验中有着广泛的应用前景。本实验研究将通过动物实验建立MeHg亚急性中毒模型，并应用NAC进行预处理。在研究MeHg所致氧化损伤作用和兴奋性神经毒性作用的同时观察NAC对MeHg所致神经毒性是否具有拮抗作用，从而更加深入地探讨MeHg所致氧化损伤与兴奋性神经毒性之间的内在联系，为MeHg中毒的防治提供新的思路。
材料与方法:
由中国医科大学实验动物中心提供的清洁级Wistar大鼠72只，体重180±10g，雌雄各半，实验动物合格证号:SYXK（辽）2003-0013。动物实验室温度17-23℃，相对湿度45-55％，普通光照，动物饲料由实验动物中心提供。正式实验前饲养1周，按体重随机分成4组，每组18只，雌雄各半。第1组为对照组，第2、3组分别为低、高剂量单纯染甲基汞组，第4组为NAC预处理组。对照组和单纯染甲基汞组皮下注射生理盐水，NAC预处理组皮下注射1mmol/kg NAC;2h后，对照组腹腔注射生理盐水，低、高剂量单纯染甲基汞组分别腹腔注射4μmol/kg、12μmol/kg CH3HgCl，NAC预处理组腹腔注射12μmol/kg CH3HgCl，干预与染毒剂量均为5ml/kg。连续染毒4周，每周5次，共20次;隔日干预1次，每周3次，共12次。每周测量并记录大鼠的体重。最后一次染毒24h后，每组取6只大鼠腹腔注射10％水合氯醛溶液麻醉，剂量均为5ml/kg，心脏放血处死，迅速开颅取出完整大脑，冰浴下切取枕叶大脑皮质，并根据检测指标的不同，制备成相应的匀浆液待用，测定汞、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)、蛋白巯基(-SH)、羰基（-C=O-）、谷氨酸(Glu)和谷氨酰胺(Gln)的含量，及超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、谷氨酰胺酶(PAG)、谷氨酰胺合成酶(GS)、Na+-K+-ATP酶和Ca2+-ATP酶的活力;再取各组4只大鼠麻醉后心脏放血处死，于冰浴下切取枕叶大脑皮质，制备单细胞悬液待用，测定ROS含量、细胞内Ca2+浓度及细胞凋亡坏死率;另取6只大鼠麻醉后心脏放血处死用于检测NMDA受体(NR1、NR2A、NR2B)、谷氨酸转运体(GLAST、GLT-1)和Nrf2及下游基因（HO-1、γ-GCSh、Gpx-1）的mRNA和蛋白表达;各组其余2只大鼠麻醉后，解剖胸腔，暴露心脏，4％多聚甲醛磷酸缓冲液左心室灌流用于固定大脑组织，进行免疫组化反应检测8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)的含量及光镜、电镜形态学观察。
结果:
对照组大鼠一般状况良好，染甲基汞组大鼠体重增长较对照组明显缓慢;随着染汞剂量的增大，脑皮质汞的含量也随之增大，GSH、Gln、-SH的含量和NR1、NR2A、GLAST、GLT-1、Gpx-1的mRNA和蛋白表达水平降低(P＜0.05，P＜0.01)，MDA、-C=O-、Glu、ROS、8-OHdG的含量和Nrf2、HO-1、γ-GCSh的mRNA和蛋白表达水平升高(P＜0.05，P＜0.01)，SOD、GSH-Px、GS、Na+-K+-ATP酶、Ca2+-ATP酶的活力降低(P＜0.05，P＜0.01)，PAG的活力升高(P＜0.05，P＜0.01)，细胞内Ca+浓度和细胞凋亡坏死率增大(P＜0.05，P＜0.01)，形态学观察细胞出现病理学损伤;NAC预处理组与高剂量染汞组比较，上述指标均得到不同程度的改善(P＜0.05，P＜0.01)。
结论:
1、甲基汞可致大鼠脑皮质GSH、-SH的含量和Gpx-1的mRNA和蛋白表达水平降低，MDA、-C=O-、ROS、8-OHdG的含量和Nrf2、HO-1、γ-GCSh的mRNA和蛋白表达水平升高，SOD、GSH-Px、Na+-K-ATP酶、Ca2+-ATP酶的活力降低，对大鼠脑产生氧化损伤;同时又可致Gln的含量和NR1、NR2A、GLAST、GLT-1、的mRNA和蛋白表达水平降低，Glu的含量升高，GS的活力降低，PAG的活力升高，细胞内Ca2+浓度增大，导致大鼠脑谷氨酸代谢障碍;二者通过ROS和Ca2+相互联系、相互促进，共同对细胞产生病理损伤。
2、通过NAC的预处理，各项指标均得到不同程度的改善，表明NAC对甲基汞所致大鼠脑的氧化损伤和谷氨酸代谢障碍具有一定的拮抗作用。