通过观察慢性氟中毒大鼠脑组织中细胞外调节蛋白激酶5 (extracellular- signa1regulated kinase 5, ERK5)的表达与活性,及与大鼠学习记忆能力变化的关系,深入探讨慢性氟中毒神经系统损害的发病机制。
方法30只SD大鼠按体质量采用随机数字表法分为3组,每组10只,雌雄各半。对照组自由饮用自来水(含氟量< 0.5 mg/L),低氟组、高氟组饮水含氟量分别为10.0、50.0 mg/L。实验6个月后,取大鼠脑组织,实时荧光定量PCR(real-time PCR)检测ERK5的mRNA表达水平,蛋白免疫印迹法检测细胞外ERK5的蛋白表达水平及活性;Morris水迷宫检测慢性氟中毒大鼠学习记忆能力。
结果低氟组、高氟组大鼠出现不同程度的氟斑牙,且随着染氟剂量的升高大鼠尿氟含量逐渐升高(F= 164.10,P< 0.05)。对照组、低氟组、高氟组大鼠脑组织磷酸化(p)-ERK5蛋白水平分别是0.13 ± 0.03、0.29 ± 0.10、0.43 ± 0.17,组间比较差异有统计学意义(F= 11.96,P< 0.05),其中低氟组、高氟组高于对照组(P均< 0.05);总-ERK5蛋白水平分别是0.32 ± 0.11、0.37 ± 0.13、0.49 ± 0.16,各组间比较差异有统计学意义(F= 3.45,P< 0.05),其中高氟组高于对照组(P< 0.05)。大鼠脑组织ERK5 mRNA表达水平组间比较差异无统计学意义(F= 0.81,P> 0.05)。定向航行实验第2、3、4天,大鼠逃避潜伏期、穿越平台次数组间比较差异均有统计学意义(H = 28.20、29.90、26.47,27.23、35.34、27.62 ,P均< 0.01);第5天空间探索实验,大鼠第1次穿越平台时间、穿越平台次数组间比较差异均有统计学意义(H= 31.41、30.80,P均< 0.01)。大鼠脑组织p-ERK5蛋白表达水平与大鼠第5天穿越平台次数呈负相关(r=- 0.470,P< 0.01),而与大鼠第5天第1次穿越平台时间呈正相关(r= 0.591,P< 0.01)。
结论慢性氟中毒导致大鼠脑组织中ERK5信号通路发生改变,其改变水平与慢性氟中毒大鼠学习记忆能力的降低存在相关关系。