研究目的:铅因其自然环境的广泛分布,生产环境的大量使用、生活环境的普遍存在,对脑发育不可逆性的神经毒性而一直成为全球备受关注的公共卫生问题。近几十年来,铅神经发育毒性得到深入而广泛的研究,但机制仍未完全阐明清楚。然而,近期又有研究发现,铅可能诱导老年神经退行性病变。但是,相关研究较少,主要来源Stewart实验室。无论是铅神经发育毒性还是其所诱导的神经退行性疾病AD,均是以学习记忆损害、认知障碍等为主要临床表现。RyRs作为细胞内钙信号枢纽介导学习记忆、认知分子机制研究已成为热点,期待进一步对其分子机制的研究而增进脑学习记忆、认知能力分子机制的理解,同时期待为精神神经疾病如AD的预防治疗提供新的启示。因此,本研究首先构建不同模式终生铅暴露大鼠模型,通过Morris迷宫实验、透射电镜技术、流式细胞技术以及RT-PCR、Western blot等分子生物学技术,探讨不同模式铅暴露对老年大鼠认知功能的影响以及RyRs-细胞内钙信号-学习记忆、认知可能的分子机制在其中所起的作用。方法:1.不同模式铅暴露老年大鼠模型的建立:成年SPF级SD大鼠按2:1交配合笼,将受孕成功的雌性大鼠随机分至空白组（饮用单蒸水）、低铅暴露组（饮用0.05%醋酸铅溶液）与高铅暴露组（饮用0.2%醋酸铅溶液）,分娩后仔鼠通过母乳继续染毒至断乳（PNW 3）后独立饲养,仔鼠分组为:空白组（CON）（饮用单蒸水,母鼠原为空白组）;低铅暴露组（LLG）（饮用0.01%醋酸铅溶液,母鼠原为低铅暴露组）;高铅暴露组（HLG）（饮用0.05%醋酸铅溶液,原母鼠为高铅暴露组）;高空铅暴露组（HCLG）（饮用单蒸水,原母鼠为高铅暴露组）,仔鼠饲养至其老年,即出生后97周（PNW 97）进行实验。采用电感耦合等离子发射光谱法（ICP-OES）对老年大鼠全血及脑组织内铅元素含量进行检测,并确认模型构建情况。2.不同模式铅暴露对老年大鼠认知功能的影响:采用Morris水迷宫法对老年大鼠的认知能力进行评价;采用透射电镜对老年大鼠海马神经元细胞器超微结构进行观察。3.不同模式铅暴露对老年大鼠认知功能影响的相关分子机制研究:采用流式细胞仪对老年大鼠海马神经元内游离Ca²⁺浓度、活性氧水平以及细胞凋亡水平进行检测;采用RT-PCR法对不同模式铅暴露老年大鼠海马RyR、CaMKIIα与CREB基因表达水平进行检测;采用Western blot法对不同模式铅暴露老年大鼠海马RyR、CaMKIIα、p-CaMKIIα、CREB以及p-CREB蛋白表达水平进行检测。结果:1.不同模式铅暴露老年大鼠模型构建情况:不同模式铅暴露大鼠生长期间各剂量组间体重差异无统计学意义。铅暴露显著增加老年大鼠全血与脑组织内铅元素的含量,随着铅暴露剂量增加,全血和脑组织中铅离子含量逐渐增加。高空铅暴露组（HCLG,即仅仅在胚胎发育和哺乳期进行铅暴露,铅剂量与高铅暴露组剂量相同,之后脱离铅暴露饮用单蒸水,并与铅暴露组同样条件饲养至老年）,全血及脑组织内铅离子含量与空白组基本相同,差异无统计学意义。2.不同模式铅暴露对老年大鼠认知功能的影响情况:Morris水迷宫实验结果显示,铅暴露致大鼠水迷宫逃避潜伏时间延长,平台穿越次数减少;而HCLG逃避潜伏时间较HLG有所恢复但仍高于CON。透射电镜结果显示,随着铅暴露剂量增加,胞浆及细胞核密度增加,细胞核不规则,核内染色质聚集成团边集,形成不规则的高电子密度团块,核膜凹陷;内质网肿胀,线粒体出现肿胀和固缩,嵴断裂溶解,模糊不清,核糖体解聚;而HCLG大鼠海马细胞的细胞核仍然出现核膜凹陷,核内染色质聚集,内质网肿胀,线粒体出现肿胀且嵴断裂消融,虽较HLG存在一定缓解,但与CON比较仍存在较严重的细胞核和细胞器损伤。3.不同模式铅暴露对老年大鼠认知功能影响的分子机制情况:（1）铅暴露致老年大鼠海马神经元内游离Ca²⁺浓度、活性氧水平以及细胞凋亡程度增加;HCLG大鼠海马神经元内游离Ca²⁺浓度、活性氧水平以及细胞凋亡程度虽较HLG有所恢复,但依旧会高于CON。（2）铅暴露各组老年大鼠海马组织和皮层的RyR2、RyR3、CaMKIIα、CREB基因表达水平差异无统计学意义;但是,高浓度铅暴露致海马蛋白p-CaMKIIα以及p-CREB表达水平下降;HCLG大鼠海马p-CREB表达水平显著低于空白组。结论:1、铅暴露可能通过升高海马RyRs蛋白表达使老年大鼠海马神经元内游离Ca²⁺浓度增高,发生钙超载现象,通过下调p-CaMKIIα与p-CREB影响认知功能;同时还可以通过引起细胞氧化应激损伤,激活细胞凋亡通路而致神经退行性病变的发生,引起认知功能障碍。2、仅仅在胚胎发育和哺乳期进行与高铅暴露组相同的铅暴露,之后脱离铅暴露至老年,铅暴露所造成的学习认知障碍有一定的自愈能力,但是无法恢复至正常水平。