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目的:锰（Manganese,Mn）是人体必需的微量元素,因为它可以维持正常的免疫功能,抗氧化防御,能量代谢,调节生殖,消化,骨骼生长,凝血和止血。除此之外,锰还是重要的职业毒物和环境污染物,慢性锰暴露可引起神经毒性,其特征是基底神经节锥体外系运动系统受损,表现为类帕金森样综合征,称为锰中毒。在世界范围内,锰中毒是由于环境暴露,特别是空气中的暴露。典型的空气接触途径有汽车尾气和职业接触（焊工、铁合金行业工人）。目前研究主要集中在以下几种机制:多巴胺耗竭、线粒体损伤,神经递质释放异常,氧化应激和自噬功能异常等等,但锰在细胞水平的稳态机制尚待阐明。在过去的几十年里,许多证据表明线粒体是锰诱导的细胞功能障碍最重要的位点之一。线粒体中锰的过量积累破坏了线粒体的稳态,损害了线粒体功能。线粒体是一种高度动态的双膜细胞器,作为细胞的“动力源泉”,主要以三磷酸腺苷（Adenosine triphosphate,ATP）的形式为细胞提供能量。神经元对能量的需求非常高,所以它们受到能量供应受损的强烈影响,导致神经元细胞坏死或凋亡性死亡。及时清除由锰引起的功能失调的线粒体对预防或减轻锰造成的神经毒性来说至关重要。海藻糖（Trehalose,Tre）是一种天然的双糖,存在于植物、细菌、酵母和真菌等多种生物体中,海藻糖在氧化损伤、脱水、温度变化等多种应激条件下对细胞具有保护作用。虽然已有多项研究报道海藻糖在体内和体外均可减轻神经细胞损伤,但关于海藻糖保护锰诱导的线粒体功能障碍的证据很少,这一信息对于更全面地评价锰诱导的神经毒性至关重要。本研究以成年C57小鼠为研究对象,建立锰中毒小鼠模型,以线粒体的损伤为立足点,通过分析线粒体损伤与线粒体自噬的关系,揭示海藻糖活化自噬减轻锰诱导线粒体损伤的具体分子机制,为锰致神经毒性机制的研究提供试验依据。研究方法:实验动物野生型小鼠C57/BL6是由实验动物中心提供的。动物室保持在温度为21-24℃,湿度为30-40%的饲养环境。动物可以自由饮食。领取动物后一周之内,按体重进行随机分组。分组情况如下:生理盐水对照组,50、100、200μmol/kg氯化锰染毒组,4%海藻糖对照组:提供4%（W/V）的海藻糖溶液作为饮用水;海藻糖干预的高剂量氯化锰染毒组:腹腔注射200μmol/kgMnCl2,分别提供2%（W/V）和4%（W/V）的海藻糖溶液作为饮用水,自由饮用,每组10只,雌雄各半。周一到周五染毒,连续6周后,进行相关指标检测。采用旷场试验和步态实验检测小鼠行为学改变,采用微波消解-原子吸收法检测纹状体锰含量,通过透射电镜进行线粒体超微结构观察,用流式细胞仪检测线粒体ROS、细胞ROS、细胞凋亡以及自噬发生情况,MDC染色观察自噬囊泡,JC-1染色检测线粒体膜电位,多功能酶标仪检测ATP水平,用邻位连接技术（Proximity ligation assay,PLA）和免疫共沉淀法（Co-immunoprecipitation,Co-IP）检测LC3与TOMM20之间的相互作用,用Western blot法检测Beclin1,LC3 II/I,p62,Bcl-2,Bax,PARP,Cyt C,PINK1,Parkin蛋白水平。结果:染锰6周会导致小鼠神经行为异常。旷场实验显示其平均速度和中心区域停留时间与对照组相比都明显下降;步态实验检测出200μmol/kg染锰组小鼠发生步态迟缓与步态稳定性下降,这些结果提示了小鼠亚急性锰暴露模型建立成功。染锰组小鼠纹状体锰含量均显著高于对照组,海藻糖对照组未见纹状体锰含量增多;与对照组相比,染锰组的ATP水平和线粒体膜电位均显著下降,电镜结果显示随着染锰剂量的增加,线粒体超微结构破坏;与对照组相比,线粒体ROS和细胞ROS形成显著增多,SOD活性与MDA水平均显著增加;与对照组相比,染锰组的神经细胞凋亡（流式细胞术检测凋亡水平升高,胞浆中的Bax/Bcl-2,PARP cleaved/Full和Cyt C蛋白表达增多）和自噬水平（流式细胞术检测自噬囊泡水平升高,胞浆中的Beclin1和LC3 II/I蛋白表达增多,p62蛋白表达下降,线粒体中的PINK1和Parkin蛋白表达增多）均显著升高;随着染锰剂量的增加,TOMM20与LC3相互作用位点增多,线粒体自噬增强。与200μmol/kg染锰组相比,海藻糖干预后可以缓解神经细胞凋亡,减轻氧化损伤和线粒体损伤,并进一步活化线粒体自噬。结论:锰可以诱导小鼠纹状体神经细胞线粒体损伤,海藻糖具有抗氧化和活化线粒体自噬的作用,从而减轻神经细胞线粒体损伤,缓解锰对神经细胞的毒性作用。