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目的:铝元素是地壳中极为丰量的金属元素,其含量仅次于氧和硅,居于第三位。日常生活中,铝可经空气、饮食、皮肤接触等途径进入机体并产生蓄积。脑是铝主要的蓄积部位和重要的靶器官。由于神经元分裂后细胞的性质,损伤后细胞无法更新,故神经元对铝毒性尤其敏感。过量铝暴露可使机体产生神经病理学、生理学和神经化学等改变,造成哺乳动物神经行为异常,学习记忆能力下降。铝有强促氧化活性,研究表明铝可降低脑组织谷胱甘肽过氧化酶(GSH-Px)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)等抗氧化酶的活性,致使机体清除氧自由基能力降低,机体内助氧化/抗氧化系统失衡,加速细胞氧化损伤。线粒体对氧化应激非常敏感,线粒体DNA也极易发生氧化损伤。乳腺癌易感基因1是一种重要的抑癌基因,且BRCA1可减少细胞内的ROS,降低DNA氧化损伤,BRCA1可能是调控氧化损伤的一种新的机制。AD模型动物中海马组织BRCA1水平降低。铝可引起乳腺上皮正常细胞BRCA1 mRNA和蛋白水平的下降。另有研究发现BRCA1受PKA/CREB信号通路的调节,PKA/CREB通路可以促进BRCA1的表达。PKA抑制剂H89可降低BRCA1 mRNA水平。我们前期研究证实铝暴露可下调PKA/CREB通路。综上,我们推测铝可能通过下调PKA/CREB信号通路进而抑制BRCA1的表达造成氧化应激最终引起神经毒性。本研究在已有工作基础上,选择体外细胞实验方法,应用细胞生物学、生物化学与分子生物学等技术手段,观察铝对神经元氧化指标、DNA氧化损伤、BRCA1 mRNA和蛋白的影响,同时用抗氧化剂QUE、促氧化剂BSO及cAMP信号激动剂Forskolin、PKA抑制剂H89干预,观察以上指标的变化,探究铝暴露引起神经细胞退行性改变的可能作用机制,为与铝有关的神经退行性疾病的早期预防及治疗提供新的依据和思路。研究方法:本研究通过原代神经元分离培养,观察不同剂量铝(麦芽酚铝)暴露后神经元细胞活力改变;检测还原性谷胱甘肽(GSH)水平;n DNA损伤情况,线粒体8-OHdG水平;线粒体中ATP水平;BRCA1 mRNA水平、蛋白含量。CCK-8试剂盒法检测原代神经元细胞活力;微量还原型谷胱甘肽试剂盒检测GSH水平;彗星试验检测n DNA损伤情况;大鼠8-OHdG Elisa试剂盒检测mt DNA损伤情况;ATP Elisa试剂盒检测ATP水平。Real-time PCR法检测BRCA1mRNA水平;BRCA1 Elisa试剂盒检测BRCA1蛋白含量。同时用抗氧化物QUE、促氧化剂BSO、cAMP信号增强剂Forskolin、PKA抑制剂H89干预来证实BRCA1及调控因素在铝暴露致原代神经元损害中的可能作用。结果:随着铝染毒剂量的增加,CCK-8实验中,细胞活力降低,细胞存活率下降;原代神经元GSH水平下降;彗星试验中n DNA损伤增加,线粒体8-OHdG增加;ATP水平下降;BRCA1 mRNA水平降低,BRCA1蛋白含量下降。槲皮素干预后,上述损伤有不同程度的改善;BSO干预后,上述损伤有不同程度的恶化;PKA/CREB通路激动剂FSK干预后,BRCA1 mRNA水平和蛋白含量有所上升;PKA/CREB通路抑制剂H89干预后,BRCA1 mRNA水平和蛋白含量有所降低。结论:1.铝暴露可致原代神经元形态学损伤;2.铝暴露可致DNA氧化损伤,线粒体功能下降;3.铝暴露可致BRCA1 mRNA和蛋白水平下降;4.QUE干预,可改善损伤;BSO干预,可加重损伤;5.FSK干预,可减轻BRCA1 mRNA和蛋白水平下降;H89干预,可加重BRCA1 mRNA和蛋白水平下降。