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研究表明,持续、广泛暴露于人类的双酚A(BPA),可以干扰脑的发育和行为。然而,目前已知的机制,比如类雌激素活性,并不能完全解释BPA诱导的行为障碍。来自临床和实验室的研究证明,神经免疫活化、髓鞘损伤、乙酰胆碱酯酶活性和神经营养素水平的改变甚至表观遗传效应,已经被鉴定在各种行为障碍上,包括运动迟缓、过度焦虑和社会交往障碍。前额皮质,是脑内一个关键的区域,参与情绪和社会行为的调控。重要的是,为了进一步探索BPA诱导行为障碍的潜在神经生物学机制,本研究分别确立了母源BPA暴露模型(50mg BPA/kg食物)、父源双酚A暴露模型(50mg BPA/kg食物)以及青春期双酚A暴露模型(50mg BPA/kg食物),通过Open field test(OFT)、 Elevated Zero Maze(EZM).Social behavior test、细胞因子芯片、Western blotting、real-time qRT-PCR、超微结构观察、免疫组化、ELISA、酶活性检测、蛋白组学研究、miRNA测序等手段开展了一系列实验,结果发现：1)来自母源双酚A暴露的数据,包括生殖效应：与对照组相比,双酚A暴露母鼠的起始体重和终体重、小鼠初生重、每窝幼仔数目和性别比例均没有显著变化；雌性后代的行为效应：在Open field test上,与对照组相比,双酚A雌性青少年小鼠花在"center"的时间(p=0.0070)、进入中心区的次数(p=0.0011)和在中心区移动的距离(p=0.0004)明显降低；在Elevated zero maze上,与对照组相比,双酚A雌性青少年小鼠花在"open arm"的时间(p=0.0011)、进入中心区的次数(p=0.0066)和在中心区移动(p=0.0277)的距离也显著改变。雌性后代的细胞因子水平：前额皮质中的22个细胞因子的水平,与对照组相比,只有TNFα和IL-6分别增加了2.58倍和2.35倍,随后Western blotting进一步验证了前额皮质中TNFα(p=0.0029)和IL-6(p＝0.0039)的抬升。然而,外周血中的TNFα和IL-6的水平没有显著性改变；雌性后代的神经胶质细胞的活化：免疫组化显示,与对照组相比,双酚A增加了前额皮质中小胶质细胞和星形胶质细胞的活化；Western blotting进一步证实了神经胶质细胞的增加。此外,与对照组相比,Iba-1 mRNA(p=0.0221)和(GFAP mRNA (p=0.0468)的水平也显著增加。雄性后代的行为效应：在Forced-swim test上,与对照组相比,母源双酚A暴露的雄性青少年小鼠花在不动行为上的时间显著增加(p=0.0122)；在Tail suspension test上,与对照组相比,母源双酚A暴露的雄性青少年花在不动行为上的时间也明显增加(p=0.0065)。雄性后代的各脑区的吲哚2,3-双加氧酶(IDO)活性：与对照组相比,双酚A雄性青少年小鼠前额皮质(p=0.0029)和海马中(p=0.0119)的IDO活性明显增加,而下丘脑和小脑没有显著性变化。2)来自父源双酚A暴露的数据,包括前额皮质蛋白组学：根据Bio-Rad的PDQuest分析软件得出,每张双向电泳胶上大约有1000个蛋白点。与对照组相比,双酚A雄性青少年小鼠前额皮质的双向电泳图谱有15个差异2倍以上的蛋白,其中12个上调,3个下调。这些蛋白的主要功能涉及到细胞周期调控、ATP合成、钙稳态调控、酶的活化和内质网应激。特别注意的是,内质网应激的标记物Bip上调高达3.4倍；持续性内质网应激：Western blotting进一步验证了Bip蛋白的上调(p=0.0248)；与对照组相比,双酚A雄性小鼠前额皮质内Chop蛋白(p=0.0347)和Bcl-2 (p= 0.0010)蛋白水平均显著性抬升。此外,与对照组相比,双酚A小鼠前额皮质的Bip mRNA (p= 0.0389)和Chop mRNA (p= 0.0185)的表达明显增加,但是Bcl-2 mRNA没有显著变化；髓鞘损伤：双酚A雄性小鼠的超微结构观察显示,前额皮质存在损坏的、不完整的髓鞘。与对照组相比,双酚A雄性小鼠前额皮质的髓鞘少突胶质细胞糖蛋白(Mog)、髓鞘相关糖蛋白(Mag)、髓鞘碱性蛋白(Mbp)、髓鞘少突胶质细胞碱性蛋白(Mobp)、蛋白脂质蛋白(Plp)在转录水平上均降低。此外,与对组相比,双酚A雄性小鼠前额皮质的髓鞘碱性蛋白(MBP)在翻译水平上也明显下降(p=0.0456)；行为学效应：在Open fieldtest上,与对照组相比,双酚A雄性小鼠运动的总距离(p=0.0013)、在“center"运动的距离的百分比(p=0.0151)、在"center’’运动的时间的百分比(p=0.0013)和进入“center"的次数都明显降低(p=0.0014)；在E levated zero maze上,与对照组相比,双酚A雄性小鼠进入“open arm’’的时间(p=0.0125)和次数(p=0.0045)均显著下降；在social interaction test上,与对照组相比,双酚A雄性小鼠对‘’Stranger 1"的探索偏好性明显降低(p=0.0028)；在preference for social novelty test上,双酚小鼠和对照组小鼠对‘’Stranger2”和‘’Stranger 1"的探索偏好性类似。表观遗传标记物：与对照组相比,父源双酚A暴露的雄性青少年前额皮质中的表观遗传标记物,比如DNMT1、DNMT3a、HDAC2和Ago2,在转录水平上均明显升高。miRNA表达：与对照组相比,父源双酚A暴露的雄性青少年前额皮质中的miRNA表达发生改变：63个上调的miRNA(大于1.5倍),其中包括29个上调的miRNA (大于1.75倍)；23个下调的miRNA(大于1.5倍),其中包括17个下调miRNA(大于1.75倍)。在上调的miRNA中,我们选择了9个差异倍数大、变异系数小的niRNA,并对这些miRNA的靶基因通过miRTarbase进行了预测,发现了与神经发育相关的miRNA.最后,进行了real time qRT-PCR验证,结果发现miR-215与测序的结果不一致。3)来自青春期双酚A暴露的数据,包括行为学效应：在Open field test上,与对照组相比,双酚A小鼠花在‘’center"的时间(p=0.0115)、进入中心区的次数(p=0.0082)和在中心区移动的距离(p=0.0191)明显降低；在social interaction test上,与对照组相比,双酚A小鼠对Stranger的偏好性明显降低(p=0.0035),而且社会交往能力检测中,与对照组相比,小鼠的Self-grooming行为明显升高(p=0.0055)；在Elevated Zero Maze上,与对照组相比,双酚A小鼠花在“open arm"的时间明显降低(p=0.0015),进入"openarm"的次数明显下降(p=0.0171)；在light/dark test上,与对照组相比,双酚A小鼠花在“1igl nt"’的时间明显减少(p=0.0004),进入‘’light’’的潜伏期明显增加(p=0.0131)。乙酰胆碱酯酶活性：与对照组相比,双酚A小鼠海马中的乙酰胆碱酯酶活性明显降低(p=0.0351),而前额皮质、下丘脑和小脑中的乙酰胆碱酯酶活性没有显著性差异。神经营养素的表达：与对照组相比,双酚A小鼠前额皮质中的NGF(p=0.0347).BDNF(p=0.0049)和NT-3(p=0.0378)的蛋白水平在翻译水平上均明显升高；值得注意的是,与对照组相比,NGF mRNA(p=0.0307)、BDNF mRNA(p=0.0030) 和 NT-3 mRNA(p=0.0204)的表达也显著性抬升。综上所述,双酚A诱导行为障碍的潜在神经生物学机制,主要概括如下：母源双酚A诱导雌性青少年雌性小鼠的焦虑样行为和青少年雄性小鼠抑郁样行为,可能与神经免疫活化以及神经炎症信号的干扰相关；父源双酚A暴露诱导后代的行为障碍可能由前额皮质的内质网应激和髓鞘损伤引起,其潜在的根本机制可能涉及到表观遗传学；青春期双酚A暴露诱导的社会焦虑行为障碍,可能涉及到胆碱能信号以及神经营养素的保护机制。这些发现拓展了我们对双酚A诱导行为障碍的潜在神经生物学机制的认识,并且提醒我们在以后的内分泌干扰物的神经毒性研究中,可以考虑这些机理参与行为障碍的发生。