选用低等灵长类动物-中国树鼩为实验对象,建立研究外界环境因素与生物体间相互作用及其机制的动物模型;通过外界环境刺激急、慢性(和给予干预措施)实验,从整体、组织、细胞和分子水平研究外界环境因素引起中枢神经和生殖系统损伤的机制;用光电镜观察外界环境因素对大脑、下丘脑、性腺细胞形态结构的影响;用免疫组化检测大脑、下丘脑组织细胞HSP70、c-fos的表达;用放免法检测血液中ET、E、NE含量;用流式细胞仪和电泳检测大脑、下丘脑、性腺细胞凋亡和DNA的变化;采用干预措施方法,研究肾上腺素(E)、去甲肾上腺素(NE)和内皮素(ET)在应激损伤过程中的作用。 为进一步研究外界环境因素与人们的社会行为以及疾病(如不育症、心、脑血管病猝发、抑郁症、精神神经病等)产生与发展的关系提供参考依据。
Environmental factors;Stimulus;Central nervous system;Reproductive system;Chinese tree shrews
为了探索外界环境因素影响人们社会行为的途径,以及引起人们社会行为变化或疾病(猝死)发生的体内因素,项目选用应激性强、生理机能和生化代谢等方面与人类相近的中国树鼩为对象,用低频电刺激和缩小生活空间的急、慢性刺激方法,研究环境刺激对中国树鼩生理生化和心理行为的影响。给予低频电刺激后,中国树鼩血液中的cAMP、睾酮、血栓素、内皮素、去甲肾上腺素水平显著升高(P<0.01);中脑腹侧背盖区、大脑前额叶皮层、海马、睾丸中 cAMP水平和大脑前额叶皮层、海马、纹状体、伏隔核中多巴胺水平显著升高(P<0.01),脑组织c-Fos表达增强,睾丸精原细胞显著减少。结果表明,上述激素成分和各脑组织均参与了应激反应过程。电毁损大脑双侧皮质,中国树鼩的躯体运动和感觉均未出现瘫痪和障碍,饮食、活动正常。结果提示,大脑皮质并非是直接控制躯体运动和接受感觉刺激的最高级中枢。慢性刺激发现,在小笼中饲养180天时,电镜观察,中国树鼩海马细胞线粒体三项立体学参数(体密度、面密度和数密度)明显增加,体重比实验前减轻了26.34%,血象和骨髓象各类细胞数均显著增加,睾酮水平显著降低,肾上腺素、去甲肾上腺素、内皮素水平显著升高,出现沮丧、食欲降低、睾丸萎缩、阴茎外露下垂等抑郁症状。给予利血平后,血肾上腺素、去甲肾上腺素水平均显著降低,应激性明显降低,出现性情温顺,活动显著减少,食欲降低等症状;停喂利血平后,放入大笼饲养,中国树鼩逐渐恢复到正常生活状态。 实验结果表明,环境因素通过多巴胺系统、交感-肾上腺髓质轴和下丘脑—垂体—性腺轴途径引起中枢神经系统(大脑)、生殖系统(性腺)等器官的损伤;多巴胺、肾上腺素、去甲肾上腺素和内皮素等共同作用是引起损伤的体内主要因素;给予一定的干预措施(利血平)能减轻或防止应激损伤。社会环境压力影响人类健康和行为的分子学机制急、慢性社会压力(刺激)→人感受器→神经中枢→多巴胺→受体→G蛋白→AC→ATP→cAMP→PKA→促进肾上腺素、去甲肾上腺素合成和释放→靶器官→应激反应(器官损伤或抑郁,情绪、情感过激,不良行为的发生)。 项目成果不仅为研究社会环境压力与人们社会心理行为关系提供了生物学依据,而且为临床预防和治疗由社会环境压力引起的不育症、心、脑血管病猝发、抑郁症、精神神经病等提供了参考资料,为研究延缓衰老、减少犯罪等提供了理论依据。