目的：　　 纳米硫化铅(PbS NPs)由于其独特的物理化学性质目前已被广泛应用于发光二极管(LED)、生物荧光探针、生物活体成像、红外探测、太阳能接收器等方面，致使人们接触的机会大为增加，有关其对人体的健康安全性评价日益受到人们的关注。研究表明，纳米颗粒通过不同方式进入血液循环后，可以通过诱发氧化应激产生，引起毛细血管内皮细胞的损伤，破坏紧密连接，透过血脑屏障，进入中枢神经系统。由于中枢神经系统对微环境的改变十分敏感，且缺乏有效的防御机制，即使是微量的外源化学物也可能造成脑组织的损害。因此，中枢神经系统很可能是纳米颗粒毒作用的潜在靶器官。　　 铅是一种神经毒物，能够引起中枢神经系统的损害，影响学习记忆功能。纳米颗粒由于其体积微小，有可能进入常规颗粒所不能到达的组织及部位，因此，其所致的生物学效应常较后者明显增强。目前有研究报道PbS NPs可损害学习记忆功能，但机制尚不明确。海马是与学习记忆有关的关键脑区，Nrf2/ARE信号通路在氧化应激中发挥重要作用，但其在纳米铅的作用下有无变化尚未见报道。　　 本研究采用不同剂量纳米硫化铅染毒，建立亚慢性PbS NPs暴露致学习记忆能力受损动物模型，运用神经行为学、生物化学、分子生物学等多种技术手段，明确PbS NPs对Nrf2/ARE通路的影响及该通路各主要基因转录水平和蛋白表达水平的变化与PbS NPs致突触超微结构改变、神经行为改变、氧化应激及细胞凋亡改变之间的关系，从分子水平探讨PbS NPs损害学习记忆的信号转导机制，为深入阐明PbS NPs的神经毒性机制、寻找有效干预措施提供基础资料。　　 实验方法：　　 河北联合大学实验动物中心提供的SPF级健康雄性SD大鼠150只，体重220±10g。随机分为对照组（灌胃超纯水）;低剂量组（灌胃25mg/kg PbS NPs）、中剂量组（灌胃50mg/kg PbS NPs）、高剂量组(灌胃100mg/kg PbS NPs);微米组（灌胃100mg/kg PbS），每组30只动物。每天染毒1次，每周5天，连续染毒6周结束。然后进行各项指标测定:采用神经行为学测试方法测定大鼠的学习记忆能力，采用石墨炉原子吸收分光光度计测定大鼠全血及海马组织中铅含量，应用透射电子显微镜技术观察大鼠海马神经元和神经突触的超微结构变化;采用DCFH-DA荧光探针法检测大鼠海马细胞内ROS水平;采用试剂盒测定海马组织抗氧化酶活力(SOD、GSH-Px、CAT)、MDA含量、GSH含量及GSH合成和转化酶活力(γ-GCS、GR);采用Fluo-3/AM检测海马细胞内钙离子浓度;采用Annexin V/PI-FITC、Tunel法检测海马细胞凋亡;采用RT-PCR法测定大鼠海马Nrf2、HO-1、r-GCS、GPx-1和Caspase-3 mRNA表达水平，采用Western blot测定大鼠海马Nrf2、HO-1、r-GCS、GPx-1和Caspase-3的蛋白表达水平。　　 结果：　　 一、PbS NPs对大鼠学习记忆能力和海马超微结构的影响　　 旷场实验测试时，各PbS NPs染毒组大鼠水平得分、垂直得分、修饰次数均明显低于对照组，中央格停留时间明显长于对照组。相同剂量PbS比较，PbS NPs组大鼠中央格停留时间显著长于微米组。Morris水迷宫定位航行实验中，PbS NPs染毒组大鼠平均逃避潜伏期显著高于对照组;Morris水迷宫空间探索实验中，所有PbS NPs染毒组大鼠在目标象限内停留的时间明显短于对照组，进入目标象限的次数均显著少于对照组。相同剂量PbS比较，PbS NPs组大鼠逃避潜伏期显著长于微米组，PbS NPs组大鼠进入目标象限的次数显著少于微米组。各PbS NPs组大鼠全血及海马组织中铅含量均显著高于对照组，随着染毒剂量的增加，大鼠全血及海马组织中铅含量随之增加。相同剂量PbS比较，PbS NPs组铅含量显著高于微米组。电子显微镜观察显示，所有染毒组大鼠海马神经元和神经突触超微结构发生改变，突触活性带短，突触曲度不平滑以及突触后致密物较厚。　　 二、PbS NPs对大鼠海马氧化应激及凋亡的影响　　 各PbS NPs染毒组大鼠海马细胞内ROS水平显著高于对照组，随着染毒剂量的增加，大鼠海马细胞内ROS水平逐渐升高;相同剂量PbS比较，PbS NPs组海马细胞内ROS水平明显高于微米组。各PbS NPs组大鼠海马组织MDA含量明显高于对照组，且随着PbS NPs染毒剂量的增加， MDA含量随之增加;PbS NPs组T-SOD活力明显低于对照组;中、高剂量PbS NPs组GSH-Px活力显著低于对照组;高剂量组CAT活力明显低于对照组。相同剂量PbS比较，PbS NPs组MDA含量显著高于微米组;PbS NPs组T-SOD、GSH-Px活力显著低于微米组。中、高剂量组GSH含量、GR及γ-GCS活力明显低于对照组;相同剂量PbS比较，PbSNPs组GR和γ-GCS活力均明显低于微米组。各PbS NPs组大鼠海马细胞内钙离子水平、海马细胞凋亡率与海马组织Tunel染色MOD值均显著高于对照组，随着染毒剂量的增加，海马细胞内钙离子浓度、海马细胞凋亡率和海马组织MOD值均显著升高。相同剂量PbS比较，海马细胞内钙离子浓度、海马细胞凋亡率和海马组织MOD值均明显高于微米组。中、高剂量PbS NPs染毒组Caspase-3基因mRNA转录和蛋白表达水平显著高于对照组;相同剂量PbS比较，PbS NPs组Caspase-3 mRNA转录和蛋白表达水平显著高于微米组。　　 三、PbS NPs对大鼠海马组织Nrf2/ARE信号通路的影响　　 各PbS NPs染毒组大鼠海马组织Nrf2、HO-1、γ-GCS、GSH-Px1 mRNA转录和蛋白表达水平均显著高于对照组，随着PbS NPs染毒剂量的增加，各基因转录和蛋白表达水平逐渐增高。相同剂量PbS比较，PbS NPs组大鼠海马组织Nrf2、HO-1、γ-GCS、GPX1 mRNA转录和蛋白表达水平均显著高于微米组。　　 结论：　　 1 PbS NP暴露造成大鼠学习记忆能力低下，海马神经元和神经突触的超微结构受到损害。　　 2 PbS NPs染毒可使大鼠海马细胞内ROS水平增加，海马组织MDA水平增加，还原型GSH含量减少，SOD、GSH-Px、CAT、GR、γ--GCS活力下降，发生氧化应激和脂质过氧化。　　 3 PbS NPs可使海马细胞内钙稳态失衡，Caspase-3 mRNA转录及蛋白表达水平上调，诱导海马细胞发生凋亡。　　 4 PbS NPs染毒所致大鼠学习记忆障碍可能与Nrf2活化及其下游的抗氧化酶和解毒酶HO-1、γ-GCS、GPx-1 mRNA转录及蛋白表达水平表达上调有关。　　 5 PbS所致大鼠学习记忆能力、海马组织的氧化损伤程度、钙稳态、凋亡及Nrf2/ARE信号通路的影响与它们的粒径密切相关。相同剂量PbS比较，PbS NPs的作用强于微米PbS。