慢性氟中毒可造成机体多系统、多器官和多组织的损害，摄入过量的氟对中枢神经系统的损害已经被广泛认可和重视，但是慢性氟中毒引起脑损伤的发生机制尚未完全阐明清楚。神经信号转导通路在慢性氟中毒发病机制中的研究已引起许多学者的注意，已发现过量氟在脑组织中蓄积可通过细胞膜受体将刺激信号传入到细胞内，并产生相应的细胞结构和功能的改变。本实验目的是采用饮水型慢性氟中毒大鼠模型和体外经氟处理的培养细胞，研究在氟暴露条件下有丝分裂原激活蛋白激酶（MAPK）信号转导通路的改变，探讨其在慢性氟中毒性脑损伤发生机制中的作用。　　本实验采用病理学、生物化学和分子生物学方法进行研究。通过检测氟斑牙发生、尿氟、血氟和骨氟含量，结合动物一般情况观察慢性氟中毒动物的中毒表现，判断动物模型复制情况；通过行为学实验检测慢性氟中毒对大鼠学习记忆能力影响；用形态学检查方法观察慢性氟中毒大鼠脑组织神经病理学改变；用免疫组织化学方法检测 MAPK信号通路主要激酶，即细胞外信号调节蛋白激酶（ERK1/2）、c-Jun氮末端激酶（JNK）和p38MAPK，上游激酶 Ras及下游转录因子环一磷酸腺苷反应单元结合蛋白（CREB）在脑组织的表达定位；用Western-blotting和Real-time PCR方法检测大鼠脑组织和体外培养细胞中MAPK信号通路激酶蛋白和mRNA表达水平；测定用RNA干扰技术使神经型尼古丁受体α3亚单位mRNA沉默的细胞中 MAPK信号转导通路中激酶改变；用流式细胞技术检测大鼠脑组织和体外培养细胞凋亡率。　　本实验研究结果显示，慢性氟中毒大鼠发生不同程度的氟斑牙，体重降低，其尿氟、血氟、骨氟含量明显高于对照组，这些表现表明本实验成功地复制了慢性氟中毒大鼠模型。　　研究结果发现，慢性氟中毒大鼠学习记忆能力下降，脑组织神经元出现细胞质浓缩、嗜酸性增强、尼氏小体减少。Ras、phospho-ERK1/2、及phospho-JNK激酶在大鼠脑组织大脑皮质及海马神经毯中有阳性表达；phospho-p38激酶、转录因子 CREB在大鼠脑组织海马及皮质神经元胞质中有阳性表达。对激酶蛋白水平检测发现，慢性氟中毒大鼠脑组织中Ras、phospho-ERK1/2、phospho-JNK、phospho-CREB及 total-ERK1/2表达均增高，phospho-p38、total-p38、total-JNK及 total-CREB表达无明显变化。对各激酶转录水平表达检测发现，染氟三个月检测时发现，各激酶 mRNA表达较对照组降低；染氟六个月后检测发现，Ras和JNK激酶mRNA表达较对照组降低而ERK1/2、p38和CREB激酶表达较对照组升高。检测大鼠脑组织细胞凋亡率发现，染氟三个月时大鼠脑组织凋亡率在各组无差异，染氟六个月时染氟组较对照组凋亡率升高。体外培养的SH-SY5Y细胞经氟处理后，凋亡率升高；用低剂量氟处理时c-jun基因mRNA表达升高，用高剂量氟处理时降低；c-fos基因 mRNA表达升高；经氟处理细胞中phospho-ERK1/2激酶表达升高；应用ERK1/2通路抑制剂在氟暴露前后对c-fos基因mRNA表达及细胞凋亡率无明显影响；经氟处理的细胞中phospho-JNK激酶表达升高，而应用JNK通路抑制剂可抑制氟引起的细胞凋亡，也可影响c-jun基因mRNA表达；经氟处理的细胞中phospho-p38激酶表达升高；应用p38激酶通路抑制剂抑制其活性后再用氟处理细胞发现，细胞中c-fos基因mRNA表达和细胞凋亡率均较未使用抑制剂时降低。对通路间相互作用的研究结果发现，JNK通路和p38通路分别与ERK1/2通路相互作用，结果促进ERK1/2激酶活化；p38通路与ERK1/2通路相互作用促进c-fos表达和细胞凋亡率升高；JNK通路和ERK1/2通路相互作用对c-fos表达无明显影响。用氟处理后，具有神经型尼古丁受体α3亚单位mRNA沉默的SH-SY5Y细胞中phospho-ERK1/2激酶表达升高，其升高程度较没有该受体mRNA沉默的SH-SY5Y细胞更加明显；氟处理低表达神经型尼古丁受体α3亚单位的SH-SY5Y细胞中phospho-JNK激酶表达升高，但较同时间点氟处理SH-SY5Y细胞中phospho-JNK激酶的表达偏低；在两种细胞中对p38激酶表达检测也发现类似的结果。　　研究结果表明，（1）慢性氟中毒可导致MAPK信号通路激活，其中ERK1/2通路较早地受到氟的影响；ERK1/2信号通路在氟作用下的激活可能与维持神经细胞正常功能有关。（2）JNK信号通路激活可能是氟作用下导致细胞凋亡的环节之一。（3）ERK1/2信号通路和JNK信号通路在蛋白表达水平存在正性相互作用，但该两个信号通路在转录水平调控c-fos的表达上无相互作用；ERK1/2信号通路与p38信号通路之间在蛋白表达水平和对c-fos基因转录水平的调控及细胞凋亡作用三方面都起正性作用，即二者作用相互促进。（4）氟存在条件下，ERK1/2通路激活可能不依赖神经型尼古丁受体α3亚单位，该受体亚单位可能对保护JNK通路引起的细胞凋亡具有一定作用；而p38通路亦可能对神经型尼古丁受体α3亚单位的表达有依赖性。　　综上所述，在慢性氟中毒导致的神经损伤发生发展机制中，MAPK信号转导通路可被激活，并参与神经细胞凋亡和动物学习记忆能力改变的过程，MAPK信号转导通路的激活可能部分依赖神经型尼古丁受体α3亚单位。MAPK信号转导通路的改变可能是慢性氟中毒性脑损伤发生的主要机制之一。