锰是一种机体必需微量元素,但过多的锰进入体内则会产生毒性作用。锰中毒主要产生锥体外系损伤,症状与帕金森病类似,其主要病理进程是选择性的多巴胺能神经元的退行性变性,导致纹状体多巴胺的耗竭,但锰的神经毒性机制目前研究的并不清楚。以往对锰神经毒性的研究多关注锰对神经元尤其是多巴胺能神经元的直接损伤,而中枢神经系统中占绝大多数的神经胶质细胞在锰引起的神经毒性中的作用却一直被忽视。小胶质细胞作为中枢神经系统的免疫反应细胞,监控着脑内的微环境。它最显著的特点是对外界环境刺激非常敏感,在微环境发生变化时,小胶质细胞可迅速做出反应,由静息状态被激活。处于活化状态的小胶质细胞对神经元有保护作用,但是过度活化的小胶质细胞会产生严重的神经毒性作用,它所产生的活化产物,如诱导型一氧化氮合酶、肿瘤坏死因子α和白介素1-β等,被认为在介导神经元的损伤中起着非常重要的作用。近来研究发现,锰可使活化的N9或BV2小胶质细胞表达大量致炎因子和诱导型一氧化氮合酶。因此本研究旨在通过锰中毒的动物模型,在体内探讨小胶质细胞在锰诱导的神经毒性中的作用以及可能机制,为进一步阐明锰的神经毒性作用提供了依据。目的:通过脑内注射锰,建立锰中毒的动物模型,观察锰是否可以引起大鼠黑质小胶质细胞活化和多巴胺能神经元的损伤,并进一步探讨小胶质细胞在锰诱导的大鼠黑质多巴胺能神经元损伤中的作用及可能机制。方法:①使用脑立体定位注射方法建立锰中毒的动物模型;②分别采用免疫荧光染色和免疫组织化学染色观察小胶质细胞的活化状况和多巴胺能神经元的损伤情况;③RT-PCR检测诱导型一氧化氮合酶和肿瘤坏死因子αmRNA的表达;免疫组织化学染色检测诱导型一氧化氮合酶的表达;ELISA试剂盒检测肿瘤坏死因子α、白介素1-β的含量。结果:①通过脑立体定位注射方法成功建立了大鼠锰中毒的动物模型;②免疫荧光染色检测小胶质细胞的活化程度,静止状态的小胶质细胞胞体较小,突起较长;活化状态的小胶质细胞胞体变大,突起变短。锰处理后1d,部分小胶质细胞开始活化,与对照组相比胞体变大,突起增粗。锰处理后7d,活化状态的小胶质细胞数量与对照组相比明显增多,提示单独锰可以诱导小胶质细胞活化。处理后1d和7d,对照组均未观察到活化状态的小胶质细胞;③免疫组织化学染色检测结果表明,锰处理后1d,大鼠黑质TH免疫反应阳性细胞数与对照组相比,无明显变化;锰处理后7d ,大鼠黑质TH免疫反应阳性细胞数与对照组相比明显减少;④RT-PCR检测结果显示锰作用后,黑质和纹状体的肿瘤坏死因子α和诱导型一氧化氮合酶mRNA表达水平与对照组相比均显著升高;免疫组织化学染色和ELISA检测结果显示染锰组黑质和纹状体诱导型一氧化氮合酶、肿瘤坏死因子α和白介素1-β蛋白表达水平与对照组相比也显著升高;⑤使用小胶质细胞活化抑制剂米诺环素后,小胶质细胞的活化程度明显低于染锰组;小胶质细胞活化产物,诱导型一氧化氮合酶、肿瘤坏死因子α和白介素1-β表达量与单独染锰组相比明显降低;黑质多巴胺能神经元的损伤程度也明显减小。结论:本研究通过脑立体定位注射方法成功建立了大鼠锰中毒的动物模型;研究结果提示锰可造成大鼠黑质多巴胺能神经元选择性的缺失和小胶质细胞的活化;激活的小胶质细胞产生的活化产物可能在这一过程中起重要的作用;通过使用小胶质细胞活化抑制剂米诺环素,可减轻锰对多巴胺能神经元的损伤作用。研究结果为进一步阐明锰的神经毒性作用机制提供了实验依据。