目的:研究亚慢性铝染毒对大鼠学习记忆功能的影响;研究亚慢性铝染毒通过PI3K/AKT/mTOR信号通路对大鼠突触可塑性的影响。方法:选用无特定病原体级(SPF)成年健康雄性SD大鼠60只,按照体质量随机分为4组,分别为对照组(生理盐水)、低剂量组(10μmol/kg麦芽酚铝)、中剂量组(20μmol/kg麦芽酚铝)、高剂量组(40μmol/kg麦芽酚铝),每组15只。染毒方式为腹腔注射染毒,染毒周期3个月。染毒结束后,采用ICP-MS检测大鼠脑组织铝含量;Morris水迷宫检测大鼠学习记忆能力;采用在体动物LTP检测技术记录大鼠海马CA1区场兴奋性突触后电位(fEPSP);高尔基染色法观察大鼠海马CA1区神经细胞形态变化并计数树突棘的数量;Western blot法测定大鼠大脑海马组织中PI3K、AKT和mTOR蛋白及其磷酸化蛋白p-PI3K Tyr467、p-AKT Thr308、p-AKT Ser473和p-mTOR Ser2448表达情况。结果:(1)ICP-MS结果显示,大鼠脑组织铝含量分别为:对照组(0.91±0.09)ng/mg、低剂量组(8.92±0.82)ng/mg、中剂量组(20.99±0.94)ng/mg、高剂量组(33.69±2.74)ng/mg。随着染毒剂量的增加,大鼠脑组织铝含量增加。(2)Morris水迷宫结果显示,对照组、低、中和高剂量组大鼠逃避潜伏期随着训练天数的增加均逐渐缩短,并且在同一天之内,对照组大鼠的逃避潜伏期时间均少于各染毒组大鼠的逃避潜伏期;各组大鼠游泳轨迹随着训练天数的增加逐渐清晰明确;各组大鼠目标象限停留时间随着染毒剂量的增加逐渐缩短,与对照组相比,中、高剂量组差异有统计学意义(P<0.05);大鼠穿越平台次数随着染毒剂量的增加逐渐减少,但差异没有统计学意义。(3)LTP检测结果显示,在高频刺激后,各个剂量组的fEPSP均增大,60min之后有一定程度的下降。低、中和高剂量组fEPSP与对照组相比,差异均有统计学意义(P<0.05)。(4)高尔基染色法观察各组大鼠海马CA1区神经细胞发现轴突串珠样改变,且随着染毒剂量的增加,出现串珠样改变增多。计数树突棘数量后发现,随着染毒剂量的增加,树突棘数量减少,呈现一定的剂量-效应关系。(5)Western blot结果显示,PI3K、AKT和mTOR蛋白表达随着染毒剂量的增加表达量也有所增加。其中,与对照组相比,各染毒组PI3K、AKT和mTOR蛋白表达表达差异均有统计学意义(P<0.05)。p-PI3K Tyr467、p-AKT Thr308、p-AKT Ser473和p-mTOR Ser2448蛋白随着染毒剂量的升高,表达量升高,呈现一定的剂量-反应关系。与对照组相比,低、中和高剂量组的p-AKT Thr308和p-mTOR Ser2448的蛋白表达量差异均有统计学意义(P<0.05);p-PI3K Tyr467蛋白表达量在中、高剂量组和对照组相比,差异有统计学意义(P<0.05);与对照组相比,高剂量组的p-AKT Ser473蛋白表达量差异有统计学意义(P<0.05)。结论:(1)亚慢性铝染毒会损伤大鼠学习记忆功能。(2)亚慢性铝染毒可造成大鼠海马LTP抑制,神经细胞树突棘减少,并激活PI3K/AKT/mTOR信号通路,降低大鼠的突触可塑性。