BDNF-TrkB信号通路在生命早期镉暴露致小鼠认知功能障碍中的作用

来源：环境与职业医学杂志 2024年第11期北京时间：

作者：史岩, 杨斯琪, 王友刚, 伍秋梅, 李金泉,

摘要：背景随着工业化高速发展，镉已经成为我国耕地土壤中的主要重金属污染物，严重影响人类健康。已有研究发现镉暴露可以导致个体认知功能障碍，但对于更易受到各种毒素侵害且对神经发育至关重要的生命早期的镉暴露诱发子代认知功能损伤的机制研究十分匮乏。目的探讨脑源性神经营养因子/酪氨酸激酶受体B（BDNF-TrkB）信号通路在生命早期镉暴露致小鼠认知功能障碍中的作用机制。方法将12只8周龄C57BL/6妊娠小鼠随机分为2组，分别是对照组和镉暴露组，每组6只。暴露时间从妊娠期第4.5天开始到哺乳期第21天结束（E4.5~P21），暴露期间给予饮用蒸馏水或氯化镉溶液（2.5 mg·kg−1·d−1）。哺乳期结束后，对照组和镉暴露组子代小鼠均给予饮用蒸馏水直到8周龄，称取小鼠体重并检测生化指标判断镉暴露对小鼠毒性作用；检测脑镉含量判断可能造成的神经毒性及进行行为学（Y迷宫、Morris水迷宫）测试检测子代小鼠认知功能情况；子代小鼠脑组织进行尼式染色和高尔基染色，观察小鼠脑海马区的病理变化；使用实时定量PCR（qPCR）和蛋白质免疫印迹法（WB）检测小鼠脑组织BDNF-TrkB通路及突触相关蛋白的mRNA和蛋白表达水平。结果与对照组相比，镉暴露组小鼠体重及肝肾功能未见明显改变（P＞0.05）。与对照组相比，镉暴露组小鼠脑镉含量增加，差异具有统计学意义（P＜0.001）；出现了认知功能障碍相关行为学变化，差异具有统计学意义（P均＜0.05）；海马区尼式染色组织结构异常，神经元数量减少，核固缩增加，差异具有统计学意义（P＜0.01）；海马区高尔基染色可见树突棘密度减少，差异具有统计学意义（P＜0.001）；海马区BDNF-TrkB通路相关mRNA及突触相关mRNA含量下降，差异具有统计学意义（P均＜0.05）；海马区BDNF-TrkB通路相关蛋白及突触相关蛋白表达降低，差异具有统计学意义（P均＜0.05）。结论生命早期镉暴露可能通过下调BDNF-TrkB信号通路，诱导突触发育不良，导致小鼠认知功能障碍。

关键词：生命早期, 镉, 脑源性神经营养因子/酪氨酸激酶受体B, 突触, 认知功能障碍,