大气颗粒物与高脂高糖饮食对雄性大鼠大脑皮质及海马组织中CREB、 BDNF、ERK1/2基因表达的影响

[背景]大气颗粒物污染和高脂高糖饮食均与认知功能、神经退行性疾病发病相关,但研究两者的联合作用文献报道较少.[目的]研究大气颗粒物与高脂高糖饮食对雄性大鼠认知功能及大脑皮质和海马组织中环磷腺苷效应元件结合蛋白(CREB)、脑源性神经营养因子(BDNF)和细胞外调节蛋白激酶(ERK)1/2基因表达的影响.[方法]3周龄SD雄性大鼠48只,随机分为对照组(普通饲料喂养,无大气颗粒物暴露,CC组)、高脂高糖组(高脂高糖饲料喂养,无大气颗粒物暴露,HC组)、大气颗粒物组(普通饲料喂养,暴露大气颗粒物,CP组)和高脂高糖大气颗粒物暴露组(高脂高糖饲料喂养,暴露大气颗粒物,HP组).通过独立通气笼盒,CP和HP大鼠自然吸入含大气颗粒物的空气,CC和HC组大鼠自然吸入通过高效过滤器过滤大气颗粒物的空气(空气动力学直径＞0.1 μm大气颗粒物被过滤掉).暴露结束采用旷场实验评价大鼠的认知功能,采用RT-qPCR检测海马组织与大脑皮质组织中CREB、BDNF、ERK1和ERK2 mRNA表达.组间比较采用单因素方差分析,交互作用采用析因方差分析.[结果]与CC组相比,CP组大鼠跨格次数减少为(46.60±16.55)次,HP组大鼠活动总路程、跨格次数降低至(163.17±32.54)m和(43.40±8.40)次,中央区活动时间升高至(7.58±1.27)s(均P＜ 0.05).HC组大鼠大脑皮质CREB、ERK2,CP组的CREB、ERK2,HP组的CREB、ERK1、ERK2和BDNF mRNA表达水平均低于CC组(P＜0.05);HP组大脑皮质中CREB、BDNF mRNA表达水平均低于HC组(P＜0.05);HP组大脑皮质中CREB、ERK1、BDNF mRNA表达水平均低于CP组(P＜0.05).HC组大鼠海马组织ERK2,CP组CREB、ERK2,HP组中4种基因的mRNA表达水平均低于CC组([J]<0.05);HP组海马组织中4种基因的mRNA水平均低于HC组(P＜0.05);HP组海马组织中ERK1和BDNF mRNA表达水平均低于CP组(P＜0.05).析因方差分析结果显示,大气颗粒物与高脂高糖饮食对雄性大鼠总路程、跨格次数、中央区活动时间以及大脑皮质和海马组织中CREB mRNA表达的影响不存在交互作用(均P＞0.05).[结论]一定浓度的大气颗粒物以及高脂高糖饮食单独暴露可降低大脑皮质和海马组织中CREB、BDNF和ERK1及ERK2基因表达水平,尚未发现二者具有联合作用.