长期低剂量饮水砷暴露对小鼠认知功能的影响要点

ＤＯＩ：１０．３７６０／ｃｍａ．ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５—４２５５，２０１６．０４．００７
【摘要】
目的观察长期低剂量饮水砷暴露对不同代次Ｃ３Ｈ和Ｂａｌｂ／ｃ小鼠学习认知能力的影响。方法
选取Ｃ３Ｈ和Ｂａｌｂ／ｃ小鼠（雌鼠各２０只，雄鼠各１０只），自由饮用０（对照组）、８５ ｍｇ／Ｌ亚砷酸钠（ＮａＡｓＯ：）溶液 （砷暴露组），并连续传代（Ｆ）。分别选取对照组和砷暴露Ｆ。、Ｆ！、Ｆ，、Ｆ４代的Ｃ３Ｈ和Ｂａｌｂ／ｃ小鼠，每组８只。通过
（４８．７２±５．９２）、（４６．９７±７．３８）、（４４．９４±１．７５）ｓ：第４、５天Ｆ】、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４代Ｃ３Ｈ小鼠潜伏期与同时间对照组比
较，差异有统计学意义（Ｐ均＜０．０５）。第６天穿越目标区域平均次数对照组和Ｆ．、Ｆ：、Ｆ，、Ｆ。代Ｃ３Ｈ小鼠分别为
２．２５、１．７５、１，６３、１．５０、１．３８次，Ｂａｌｂ／ｃ小鼠分别为２．１３、１．７５、１．６３、１．３８、１．１３次。结论体内砷蓄积可使连续传
５ ｄａｙｓ ｉｎ Ｃ３Ｈ ｃｏｎｔｒｏｌ ｇｒｏｕｐ ｗｅｒｅ（４８．０９±２．６３），（４６．０９±３．２７），
（４２．７２±３．２９），（３９．３ １±２．６９）ａｎｄ（３６．７５±３．９２）ｓ，Ｆ１ ｗｅｒｅ（４９．５９±３．２９），（４７．３４±３．０ １），（４４．２８±６．５８），（４４．５０±
ｌｏｗ－ｌｅｖｅｌ ａｒｓｅｎｉｃ ｅｘｐｏｓｕｒｅ
ｔｈｒｏｕｇｈ
ｄｒｉｎｋｉｎｇ
ｗａｔｅｒ
ｏｉｌ
ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ
ｌｅａｒｎｉｎｇ ｉｎ ｍｉｃｅ
Ｙａｎｇ Ｐｅｎｇｘｉａｎｇ，Ｊｉｅ ｒｉｎｇ，ｒａｎｇ ｒｕｅ，Ｙｕａｎ Ｌｉｌｉ，Ｓｕｎ Ｈｏｎｇｎａ，ｒａｎｇ Ｙａｎｍｅｉ Ｃａｎｃｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏｌｌｅｇｅ
Ｙａｎｍｅｉ，Ｅｍａｉｌ：ｙａｎｇｙｍ０９１６＠１６３．ｃｏｒｎ
Ｔｏ
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】０ｂｊｅｃｔｉｖｅ
ｗａｔｅｒ
ｏｎ
ｏｂｓｅｒｖｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｌｏｎｇ—ｔｅｍｌ ｌｏｗ ｄｏｓｅ
ａｒｓｅｎｉｃ
ｅｘｐｏｓｕｒｅ
ｔｈｒｏｕｇｈ ｄｒｉｎｋｉｎｇ
ｌｅａｒｎｉｎｇ ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｄｉｆｉｅｒｅｎｔ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｃ３Ｈ ａｎｄ Ｂａｌｂ／ｃ
ｔｏ
ｍｉｃｅ．Ｍｅｔｈｏｄｓ
Ｍｉｃｅ ｆＣ３Ｈ ａｎｄ Ｂａｌｂ／ｃ１ ｗｅｒｅ
ｅｘｐｏｓｅｄ
ａｒｓｅｎｉｃ ａｔ
０ ｍｇ／Ｌ（ｃｏｎｔｒ０１）ａｎｄ ８５ ｍｇｍ（２０ ｆｅｍａｌｅ ｍｉｃｅ ａｎｄ １ ０ ｍａｌｅ ｍｉｃｅ ｐｅｒ ｇｒｏｕｐ），Ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｇｒｏｕｐ
ｍｉｃｅ ｗｅｒｅ
Ｏｎ ｔｈｅ ｆｏｕｒｔｈ ａｎｄ ｆｉｆｔｈ ｄａｙｓ ｏｆ Ｆｌ，Ｆ２，Ｆ３ ａｎｄ Ｆ４ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｃ３Ｈ，ｔｈｅ ｅｓｃａｐｅ ｌａｔｅｎｅｉｅｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆａｌｌ Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３ ａｎｄ Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ
【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ】Ｄｒｉｎｋｉｎｇ；
Ｆｕｎｄ ｐｒｏｇｒａｍｓ：Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ
Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ（８ １ ３７２９３９）；Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
１ ３Ｓ
Ｐｒｏｊｅｃｔｓ
ｏｆ
Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ（ＰＣ
１．６７）ａｎｄ（４２．１６±２．２７）Ｓ，Ｆ２ｗｅｒｅ（５１．４ｌ±０，７８），（４８．８８±１．４５），（４５．５４±１．４６），（４３．９４±１，６９）ａｎｄ（４２．２２±３．２７）ｓ，
万方数据
史堡丝直堑堂苤查２Ｑ！§至垒旦２Ｑ旦筮３§鲞筮垒塑￡ｈｉ！』Ｅ！ｄ！坐ｉ！！：△Ｐｄｌ ２Ｑ：２Ｑ！§，ｙ！！：３５：丛！：垒
ｏｆ
Ｈａｒｂｉｎ
Ｍｅｄｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ
１５００８６，Ｃｈｉｎａ
０７ａｎｇ
ＰＸ，ｒａｎｇ Ｙ，Ｙｕａｎ ＬＬ）；
ｏｆ
Ｂａｓｉｃ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｊｉｌｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ １３００２１，Ｃｈｉｎａ Ｄｉｓｅａｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｃｅｎｔｅｒ
代的Ｃ３Ｈ和Ｂａｌｂ／ｅ小鼠学习认知能力明显下降。
【关键词】
饮水；
砷；
连续传代；
水迷学习
基金项目：国家自然科学基金（８１３７２９３９）；黑龙汀省应用技术与开发项目（ＰＣＩ３Ｓ１７）；黑龙江省普通高校
病因流行病学重点实验室开放课题（２０１２－８）；黑龙江省科研计划项目（２０１４—２０）
Ｅｆｆｅｃｔｓ
ｏｆ ｌｏｎｇ－ｔｅｒｍ
Ｍｏｒｒｉｓ水迷宫，测定小鼠空间记忆能力（第ｌ、２、３、４、５天测定登上平台的潜伏期）和空间探索能力（第６天测定
穿越目标区域平均次数），ＳＰＳＳ １８．０软件进行统计分析。结果 第ｌ、２、３、４、５天Ｃ３Ｈ小鼠潜伏期对照组为
（４８．０９±２．６３）、（４６．０９±３．２７）、（４２．７２±３．２９）、（３９．３１±２．６９）、（３６．７５±３．９２）ｓ；Ｆ１代为（４９．５９±３．２９）、 （４７．３４±３．０１）、（４４．２８±６，５８）、（４４．５０±１．６７）、（４２．１６±２．２７）ｓ；Ｆ２代为（５１．４１±０．７８）、（４８．８８±１．４５）、 （４５．５４±１．４６）、（４３．９４±１．６９）、（４２．２２±３．２７）ｓ；Ｆ３代为（５０．９ｌ±４．２０）、（４９．７８－４－５．１８）、（４８．０３±３．４５）、 （４６．１６±４．４２）、（４４．０６±１．０４）ｓ；Ｆ４代为（５２．６６±４．６０）、（５２．３８±５．７８）、（４９．０６±１．２２）、（４７．６９±２．３４）、 （４６．４７±１．５６）ｓ。Ｂａｌｂ／ｃ小鼠潜伏期对照组为（５０．９１±２．８４）、（４７．０３±４．２２）、（４５．５６±４．５３）、（３９．７２±５．９０）、 （３６．２２±４．８５）ｓ；ＦＩ代为（５０．４７±３．２０）、（４８．２５±６．５３）、（４７．１３±１．２５）、（４３．７２±４．２７）、（４０．６６±４．５２）ｓ；Ｆ２ 代为（５１．３ｌ±４．７３）、（４８．８８±１．５３）、（４６．５６±１．４３）、（４４．２５±１．１６）、（４１．２０±３．７９）ｓ；Ｆ３代为（５１．７２±３．５４）、 （５０．７８±４．４５）、（４５．０３±３．５６）、（４１．１９±５．６３）、（４２．８１±６．２９）ｓ；Ｆ４代为（５３．３４±４．６０）、（５２．３４±２．７７）、
１
７）；Ｏｐｅｎ Ｐｒｏｊｅｃｔ
ｏｆ Ｅｐｉｄｅｍｉｃ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ
Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ
Ｐｒｏｖｉｎｃｅ（２０１２—８）；Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ（２０１４—２０）
砷是一种常见的环境污染物，在自然界的分布 极为广泛，能够对人体多种组织器官和功能造成损 害１一。目前，饮用砷污染水是砷暴露的主要来源，据 估计全世界约有４千万～１亿人口处在饮水砷污 染的风险中＿２一。采用砷中毒动物模型能够很好地模 拟病区人群的发病情况，为研究疾病发生发展提供 重要载体，对于阐明慢性砷中毒机制具有重要意 义。≯。中枢神经系统对毒物的毒性作用较其他系统 更为敏感Ｈ］。大量流行病学调查证明，砷是一种神经 毒物，砷化物进人体内后与细胞含巯基酶蛋白结 合，影响细胞正常代谢。造成广泛神经系统病变并 伴有记忆力减退．进而诱导神经细胞发生凋亡５。。为 了获得低剂量砷暴露动物模型，作者分别利用Ｃ３Ｈ 和Ｂａｌｂ／ｃ小鼠．采用长期饮水砷暴露的方法，观察 比较不同代次仔鼠学习认知情况，为阐述慢性砷中 毒机体组织器官损伤机制以及防治提供理论和实 验依据。 １材料与方法 １．１实验动物与分组：选用的实验动物为清洁级 Ｃ３Ｈ和Ｂａｌｂ／ｃ小鼠．购自上海斯莱克生物技术有限 公司，后经哈尔滨医科大学肿瘤防治研究所实验动 物中心自主繁育，生产许可证为ＳＣＸＫ（黑）２０１２— ００１，使用许可证为ＳＹＸＫ（黑）２０１２—００３。选用６～８ 周龄健康Ｃ３Ｈ和Ｂａｌｂ／ｃ小鼠（雌鼠各２０只，雄鼠 各１０只），适应ｌ周后，雌雄鼠按２：１合笼。饲养 于清洁级环境中，日常饲以钴６０照射消毒饲料。小鼠 自由饮用０（对照组）、８５ ｍｇ／Ｌ亚砷酸钠（ＮａＡｓＯ：） 溶液（砷暴露组），反复传代（Ｆ）陌。采用随机数字表 法，选取不同代次２月龄小鼠，分为砷暴露Ｆ。、Ｆ：、Ｆ，、 Ｆ４代及对照组，每组８只，雌雄各半，进行Ｍｏｒｒｉｓ水
・２６０・
生堡丝直痘堂苤查２Ｑ！§生垒旦２Ｑ旦笙３§鲞笠垒塑￡丛！』Ｅ趟！些ｉ！Ｌ△四１ ２Ｑ，２Ｑ！§，ｙ！！：３』，丛！．生
论著・
长期低剂量饮水砷暴露对小鼠认知功能的影响
杨鹏翔
接晶
杨悦
袁丽丽
孙洪娜
杨艳梅
１５００８６哈尔滨，哈尔滨医科大学肿瘤防治研究所（杨鹏翔、杨悦、袁丽丽）；１３００２１长春，吉林大 学基础医学院（接晶）；１５００８ｌ哈尔滨，哈尔滨医科大学中国疾病预防控制中心地方病控制中 心中心实验室（孙洪娜、杨艳梅） 通信作者：杨艳梅，Ｅｍａｉｌ：ｙａｎｇｙｍ０９１６＠１６３．ｃｏｎ
Ｆ３
ｗｅｒｅ（５０．９１±４．２０），（４９．７８±５．１８），（４８．０３±３．４５），（４６．１６±４．４２）ａｎｄ（４４．０６±１．０４）Ｓ，Ｆ。ｗｅｒｅ（５２．６６±４．６０），
ａｖｅｒａｇｅ ｅｓｃａｐｅ
（５２．３８±５．７８），（４９．０６±１．２２），（４７．６９±２．３４）ａｎｄ（４６．４７±１．５６）Ｓ．Ｔｈｅ
ａｎｄ Ｆｌ，Ｆ２，Ｆ３ ａｎｄ ｏｆｆｓｐｒｉｎｇｓ
ｗｅｒｅ
Ｆ４
ｓｅｌｅｃｔｅｄ ａｎｄ ｄｉｖｉｄｅｄ
ｉｎｔｏ
５
ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｇｒｏｕｐｓ，８
ｍｉｃｅ ｉｎ ｅａｃｈ
ｔｏ
ｇｒｏｕｐ．Ｔｈｅｉｒ
ｄｅｔｅｃｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｍｏｒｒｉｓ ｗａｔｅｒ ｍａｚｅ ｌｅｓｔ ｆｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｅｓｃａｐｅ ｌａｔｅｎｃｙ ｏｆ １
１．１３．
Ａｒｓｅｎｉｃ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｄｕｅ ｔｏ ｓｅｒｉａｌ ｐａｓｓａｇｅ ｏｆ Ｃ３Ｈ ａｎｄ Ｂａｌｂ／ｃ ｔｈｒｏｕｇｈ ｌｏｎｇ—ｔｅｒｍ ｌｏｗ ｄｏｓｅｓ ａｒｓｅｎｉｃ
ｔｈｒｏｕｇｈ ｄｒｉｎｋｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｈａｓ ｒｅｓｕｌｔｅｄ ｉｎ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｌｅａｒｎｉｎｇ ａｎｄ ｍｅｍｏｒｙ ａｂｉｌｉｔｙ． Ａｒｓｅｎｉｃ； Ｓｅｒｉａｌ ｐａｓｓａｇｅ； Ｍａｚｅ Ｌｅａｒｎｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ
ｅｘｐｏｓｕｒｅ
ｗｅｒｅ
Ｐ＜０．０５）．Ｔｈｅ
ｗｅｒｅ
ｔｉｍｅｓ
ｏｆ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔａｒｇｅｔ
ａｒｅａ
ｉｎ
ｔｈｅ ｓｉｘｔｈ ｄａｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｃ３Ｈ ｃｏｎｔｒｏｌ ｇｒｏｕｐ ａｎｄ
ｗｅｒｅ
Ｆ４
ｍｉｃｅ
２．２５，１．７５，１．６３，１．５０ ａｎｄ
１．３８，Ｂａｌｂ／ｃ
２．１３，１．７５，１．６３，１．３８ ａｎｄ
ａｒｅａ
Ｏｉｌ
５ ｄａｙｓｌ ａｎｄ ｓｐａｔｉａｌ ｐｒｏｂｅ ＳＰＳＳ １ ８．０ ｓｏｆｔｗａｒｅ．
ｔｅｓｔ（ｔｈｅ
Ｒｅｓｕｌｔｓ
ｔｉｍｅｓ ｏｆ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔａｒｇｅｔ
ｔｈｅ ｓｉｘｔｈ ｄａｙ）．Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｗａｓ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ｗｉｔｈ
ｔｏ
Ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｅｓｃａｐｅ ｌａｔｅｎｃｉｅｓ ｏｆ １
ｆ弛地Ｃｅｎｔｒａｌ Ｌ曲ｏｒａｔｏｒｙ，Ｃｅｎｔｅｒ
Ｍｅｄｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，
扣ｒ
Ｅｎｄｅｍｉｃ
Байду номын сангаас
ｆｏｒ
Ｄｉｓｅａｓｅ
Ｃｏｎｔｒｏｌ
ａｎｄ
Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ，Ｈａｒｂｉｎ
Ｈａｒｂｉｎ １５００８１，Ｃｈｉｎａ（Ｓｕｎ ＨＮ，ｒａｎｇ Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ：Ｙａｎｇ
ＹＭ）
ｇｒｏｕｐ
ｌａｔｅｎｃｉｅｓ ｏｆ Ｂａｌｂ／ｅ ｃｏｎｔｒｏｌ
ｗｅｒｅ（５０．９１±２．８４），（４７．０３±４．２２），（４５．５６±４．５３），（３９．７２±５．９０）ａｎｄ（３６．２２±４．８５）Ｓ，Ｆｌ ｗｅｒｅ（５０．４７±
３．２０），（４８．２５±６．５３），（４７．１ ３±１．２５），（４３．７２±４．２７）ａｎｄ（４０．６６±４．５２）Ｓ，Ｆ２ ｗｅｒｅ（５ １．３ １±４．７３），（４８．８８±１．５３）， （４６．５６±１．４３），（４４．２５±１．１６）ａｎｄ（４１．２０±３．７９）Ｓ，Ｆ３ ｗｅｒｅ（５１．７２±３．５４），（５０．７８±４．４５），（４５．０３±３．５６），（４１．１９± ５．６３）ａｎｄ（４２．８ １－４－６．２９）Ｓ，Ｆ。ｗｅｒｅ（５３．３４±４．６０），（５２．３４±２．７７），（４８．７２±５．９２），（４６．９７±７．３８）ａｎｄ（４４．９４±１．７５）Ｓ．