雌性大鼠在早期生活中接触锰导致上调下丘脑肿瘤相关基因与锰诱发儿童性早熟关系.ppt

锰的介绍 引言 研究原因与原理 实验材料与方法 实验结果与讨论 结论 锰的介绍 人体“可能必需微量元素”之一，在人体内总量约为10-20mg，主要聚集在肝、胰、肾、骨骼中。 生理功能：酶的组成成分或激活剂；维持骨骼正常发育；促进糖和脂肪代谢及抗氧化功能。此外，锰与生殖功能有关，缺锰可使生殖功能紊乱，精子减少。 体内对锰的需要量从正常膳食中可得到满足，一般不会缺乏。锰过量可引起中毒，主要损害中枢神经系统和生殖内分泌功能紊乱。 中国营养学会推荐承认锰的AI值为3.5mg，婴儿、儿童、青少年、孕妇、入目因资料不足尚未制定锰的AI。 糙米、米糠、麦麸、核桃、河蚌、茶叶、查费中锰含量丰，坚果、花生、干豆类也是锰的良好来源；精制谷类、脂肪、鱼、禽、肉、奶中含量较低。 锰的介绍 冶金工业中用来制造特种钢；钢铁生产上用锰铁合金作为去硫剂和去氧剂。 如果在钢中加入2.5—3.5%的锰，那么所制得的低锰钢简直脆得像玻璃一样，一敲就碎。然而，如果加入13%以上的锰，制成高锰钢，那么就变得既坚硬又富有韧性。高锰钢加热到淡橙色时，变得十分柔软，很易进行各种加工。另外，它没有磁性，不会被磁铁所吸引。 如今，人们大量用锰钢制造钢磨、滚珠轴承、推土机与掘土机的铲斗等经常受磨的构件，以及铁锰锰轨、桥梁等。 引言 青春期前接触稍高于普通水平的锰能诱导雌性大鼠分泌青春期相关的激素，从而导致早熟。这与作用下丘脑的Mn导致GnRH分泌有关。 因为青春期早熟是一种严重的神经内分泌紊乱疾病，我们测定早期生活接触锰是否会早熟上调一组早先确定与青春期肿瘤生长或抑制有关的基因表达、是否会提早青春期早熟时间。 雌性大鼠幼崽从出生后的12天开始接受10mg/kg氯化锰或等体积的盐水灌胃，直至22天或29天。到时，采集血液进行雌二醇测定，下丘脑组织干冰冷冻直至评估基因表达。 随着Mn接触量的增加，大鼠表现出视前区和延髓GnRH基因表达的早熟激素的增加，这表明早熟导致特定肿瘤相关基因、青春期相关基因的表达。 研究原因与原理 通常青春期到来年龄取决于一系列因素：下丘脑GnRH合成的增加和释放。普遍认为，GnRH神经元功能在青春期的启动与代谢信号、基因、环境影响有关。因此，任何能促进或抑制青春期前GnRH释放的内源或外源的物质都能影响GnRH的中央活化，并有可能改变青春期正常发育过程。 研究表明，大鼠和猴子的下丘脑的一些神经产物，包括胰岛素样生长因子1、兴奋性氨基酸、神经激肽B都能激活青春期前下丘脑—垂体轴成熟过程。 近年来，我们还发现，环境中的Mn能诱导大鼠青春期前GnRH的释放。此外，当青春期前动物暴露于低剂量Mn，使青春期时间提前，且雌性比雄性更加敏感。Mn对下丘脑的作用表明，如果一个人太早接触低剂量但高水平的这种重金属，则可能对青春期有害。 研究原因与原理 性早熟是一种严重的内分泌紊乱，因此，这引起了有关青少年（尤其是女性，她们的青春期出现时间更早）对接触环境中的Mn的关注。了解更多的关于Mn在青春期的作用机制是重要的，特别是年轻人对Mn更敏感（但他们的的口服剂量还不确定）。Mn在青少年的血脑屏障穿透率是成年人的4倍，并且Mn会集聚在下丘脑。 一个关于青春期启动的概念是，某个特定基因一旦被激活，可能协调下丘脑神经内分泌使其到达青春期。近年来，与肿瘤生长或抑制有关的特定基因，也就是我们称之为肿瘤相关基因（TAGs）与青春期启动有关。最重要的是已确定的KISS-1基因，它编码Kp家族的蛋白，这些蛋白最早被认定为肿瘤抑制基因，但也是青春期前期GnRH分泌的强效刺激剂。在灵长类动物和大鼠都发现，青春期过程中下丘脑的KISS-1基因表达增加，这对所有种类生物（尤其是人类）的发育都至关重要。虽然KISS-1基因对青春期启动是十分重要的的，但它对上游下丘脑表达调节的研究才开始。 研究原因与原理 即使很多其他的肿瘤相关基因在性成熟过程中的大部分特定功能还不清楚，但被证实能提高青春期下丘脑的表达。已有证据表明，这些基因以错综复杂的网络结构组织，一些被认为是上调水平基因(包括KISS-1），且在它们之间存在互联性。 因为Mn是环境中存在的物质，且可能刺激下丘脑青春期前期GnRH的释放，会引起性早熟发育。因此，确定影响青春期肿瘤相关基因的影响因素并确定它们之间的表达（包括KISS-1的表达）是十分重要的。 我们已证实青春期前期接触Mn可上调一组与青春期相关肿瘤基因的表达。 实验材料与方法 动物：未成熟雌性大鼠。12h光照、12h黑暗交替，23℃。 饮食:Harlin Teklad 2016 ，铁和锰由微量元素实验室确定以保持精确。所有程序遵守大学护理和实验室动物护理使用健康指导。 实验过程： 实验材料与方法 基因选择： GnRH、KISS-1、GPR54（神经激肽B受体）：测定接触稍高水平锰是否导