双酚A对小鼠行为影响的实验研究
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【摘要】目的 本研究通过对C57BL/6J小鼠进行围产期双酚A暴露，探讨其对成年后社会性、探究以及性行为产生的影响。方法 让处于围产期的母鼠口服200μg/KgBPA，待雄性小鼠70日龄进行社会互作行为检测。结果 BPA处理的雄鼠对同性刺激鼠亲密行为明显增加；和对照组相比，BPA处理的雄鼠探究能力增加。结论 说明围产期BPA暴露减弱了雄鼠的雄性化行为。
【关键词】双酚A 雄性小鼠 社会性 探究能力
中图分类号：R114文献标识码：B文章编号：1005-0515(2010)12-049-02
引言
在哺乳动物个体发育过程中有一个关键时期，在这个时期，雌激素对个体的脑和行为进行组织，这个关键时期也被称为围产期(从怀孕期的后期到出生后的1-2周的时间)，在围产期，雌激素决定形成了一个雄性化的脑。大量实验表明，内源性雌激素对控制神经内分泌、行为和认知功能的中枢神经系统的发育和性分化起关键的作用。整个生命过程中神经系统是在内源性信号作用，外源性或经验因素作用以及内源性信号与外源性或经验因素相互作用下逐渐形成的。在围产期，神经系统特别容易受到某些因素的影响，这些因素决定了神经通路的形成并且可以影响发育之后各阶段对相应刺激产生的反应[1]。
双酚A (BPA)属于环境雌激素的一种，化学结构与雌激素类似,被广泛用于生产聚碳酸、环氧树脂等高分子材料,而这些材料被应用于耐热的茶具、饮用水桶、婴儿奶瓶、食品包装材料(如罐装饮料与肉类罐头的内涂层，牙齿封闭剂等), 在聚合不完全或温度较高的情况下，BPA 便会从这些材料中浸出，造成环境污染和对人类的污染[2]。目前关于BPA对生殖系统的影响已有大量报道[3]，但有关BPA暴露对神经系统和行为尤其是社会行为的影响尚无深入的研究。然而已有报道，BPA可以由母体经胎盘和乳汁传递给胎儿和新生儿[2]，从而扰乱围产期神经系统的发育，进而影响其成年后的行为。为了解BPA对行为的影响，我们研究了围产期BPA暴露对其成年后的社会性和探究能力的影响，目的在于阐明社会性和探究能力在BPA作用下的变化,有助于我们了解环境雌激素是如何影响生物的神经系统和行为。
1 材料和方法
1.1 实验动物
C57BL/6 成年(7-8周龄)雄性和雌性小鼠，购自西安交通大学实验动物中心。动物饲养在陕西师范大学生命科学学院动物饲养室，实验前让动物在饲养室适应一周，每5只饲养在42cm×26cm×20cm的标准透明塑料箱内。保持整个实验过程中自由饮水及进食，饲养室室温控制在21±2℃，光周期12L:12D(于20:00开灯)。
1.2 实验动物分组及处理方法
动物在饲养室适应一周后，随机配成16窝(2只雌鼠和1只雄鼠)。每日定时检查阴道栓是否形成，一旦发现有阴道栓形成，该雌鼠就被认为是怀孕的第一天。从怀孕的第三天到小鼠出生后的第二十一天为处理时间，怀孕的雌鼠随机分为二组，双酚A(BPA, Sigma Company)组及对照(OIL)组。BPA组：每天定时口服双酚A200μg/Kg，用50μl 芝麻油(芝麻油：酒精=9：1)溶解； OIL组：每天定时口服50μl 芝麻油。所有的小鼠在出生后第二十一天断奶分窝，每窝随机抽取2只雄鼠，每笼按4只的标准喂养。在小鼠日龄70天时开始进行同性社会互作行为检测，行为检测于14:00-18:00进行。
1.3 同性社会互作行为检测方法
同性社会互作行为观察在被测鼠单独隔离24小时之后进行。光照强度为50lux。选择无性经验、与被测鼠具有相似年龄和体重的陌生同性鼠作为刺激鼠，刺激鼠尾部部分涂色作标记。行为观察开始时，将刺激鼠放入被测鼠的鼠笼内，使用DV摄像机拍摄5分钟，记录后使用Noldus Observe 5.0 (Noldus,Holland) 软件分析其行为。
1.4 统计分析
行为变量结果用SPSS10.0软件进行统计分析。文中数据以平均值±标准误(Mean±SE)表示。被测鼠新笼子行为数据同性别不同处理间进行比较时采用独立样本t检验。差异显著性水平设为p=0.05。
2 结果
BPA对雄性小鼠同性社会互作行为的影响 见表1
表1显示，经独立样本t检验，BPA组与OIL组相比，亲密行为的持续总时间和频次明显增加。相对于OIL组，BPA组直立的频次也显著增加。
3 讨论
大量实验表明，围产期的雌激素水平对脑和神经系统的发育有重要作用。对动物近几十年的研究证实雌激素在脊椎动物形成脑和行为的两性差异方面起着重要作用[1]。围产期雌激素环境的变化可以影响雄性脑和神经系统的发育，而这些改变了的脑区控制着其成年后的行为表现。因此BPA等环境雌激素可以在脑发育的关键时期如围产期改变脑发育的雌激素环境，从而扰乱雄性脑的发育，进而改变其行为。
在社会互作行为测试中，围产期BPA暴露的雄鼠对同性刺激鼠的亲密行为明显增加。这说明围产期BPA暴露可以影响雄鼠的社会行为。Dessi-Fulgheri等也发现BPA可以影响雄鼠的社会性，大鼠从怀孕的第十四天到子代出生后的第六天这一段时间每天口服BPA，待子代长至35,45,55天分别接受行为测试，发现雄鼠与异性刺激鼠的玩耍行为增加[4]，这与本实验的结果刚好相反，这可能是因为BPA暴露的时间和剂量不同造成的。在社会互作行为测试中，还观察到围产期BPA处理的雄鼠的直立行为的频次明显增加，说明BPA暴露增加雄鼠的探究性，Fujimoto等也发现母鼠怀孕的最后一周在其饮用水中加入BPA，其雄性子代的直立行为的持续时间明显延长[5]。
综上所述，围产期暴露于BPA改变了雄鼠的社会性以及探究性，使得雄鼠与同性的亲密行为增加，探究能力也增加。而许多实验证明，正常情况下，雄鼠更愿意亲近雌鼠，并且雄鼠的探究水平低于雌鼠[6]，因此，本实验结果说明围产期BPA处理减弱了雄鼠的雄性化行为，使其行为倾向于正常的雌鼠，这也说明围产期的中枢神经系统是对环境雌激素如BPA非常敏感的靶器官。目前BPA是世界上产量最高的化学制品之一，据报道，2003年BPA的全球需求量达到220万吨，并且以每年6-10%的速度增长[7]，从而使人类生存的环境中存在高水平的BPA。本实验已经证实围产期的脑和行为对BPA很敏感，围产期BPA暴露可以改变小鼠成年后的行为，可见BPA已经对人类公共健康产生了严重影响。但是BPA究竟是怎样影响脑和中枢神经系统，进而改变行为，这具体机制需要进一步的研究。
参考文献
[1]Arnold A.P., Gorski R.A. Gonadal steroid induction of structural sex differences in the central nervous system. Annu. Rev. Neurosci, 1984, 7:413-442.
[2]Ryan B.C., Vandenbergh J.G. Development exposure to environmental estrogens alters anxiety and spatial memory in female mice ......
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