北京大學(xué)《藥物毒理學(xué)》10神經(jīng)和神經(jīng)行為毒理學(xué)-藥物毒理學(xué)

神經(jīng)和神經(jīng)行為毒理學(xué)

neurotoxicology&neurobehavioraltoxicology北京大學(xué)毒理學(xué)系精選課件神經(jīng)毒理學(xué)

neurotoxicology

研究外源化學(xué)物引起神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能損害作用及其損傷機(jī)制的一門學(xué)科。精選課件對神經(jīng)系統(tǒng)的簡單回顧神經(jīng)毒性的損傷類型及機(jī)理遲發(fā)性神經(jīng)毒性神經(jīng)毒性的研究方法神經(jīng)行為毒理學(xué)及研究方法精選課件1.神經(jīng)系統(tǒng)的細(xì)胞組成及功能：神經(jīng)細(xì)胞（神經(jīng)元）：具有接受刺激和迅速傳導(dǎo)神經(jīng)沖動的能力。

神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞：對神經(jīng)元起支持、保護(hù)、分隔、營養(yǎng)等作用。精選課件神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)：精選課件精選課件精選課件2.突觸結(jié)構(gòu)示意圖：精選課件精選課件3.神經(jīng)元的物質(zhì)運(yùn)輸：400mm/d:運(yùn)輸囊泡和大量的蛋白質(zhì)；50mm/d:運(yùn)輸線粒體等細(xì)胞器Sca1mm/d:運(yùn)輸神經(jīng)絲和微管；Scb4mm/d：運(yùn)輸許多的結(jié)構(gòu)蛋白微絲成分和微絲相關(guān)蛋白（M2和纖維蛋白）以及網(wǎng)格蛋白和許多可溶性蛋白精選課件4.神經(jīng)系統(tǒng)的解剖、生理學(xué)特點：（1）中樞神經(jīng)系統(tǒng)的新陳代謝非?；钴S：人腦：2.5％左右腦的血供：15％耗氧量：20％毒物損害缺血、缺氧以及低血糖

精選課件（2）神經(jīng)系統(tǒng)的功能最復(fù)雜、反應(yīng)最迅速和其它器官聯(lián)系最廣泛。神經(jīng)系統(tǒng)多個器官系統(tǒng)尤其是中樞神經(jīng)系統(tǒng)具有整合、協(xié)調(diào)、學(xué)習(xí)、記憶以及思維等功能精選課件（3）神經(jīng)系統(tǒng)的遞質(zhì)系統(tǒng)可以成為神經(jīng)性毒物的靶點：遞質(zhì)前體、合成酶、儲存囊泡、攝取及釋放、受體、滅活以及降解等精選課件（4）神經(jīng)細(xì)胞再生能力差：死亡：不能再生，神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞形成神經(jīng)元瘢痕。存活：軸突損傷（可再生，但是緩慢）精選課件（5）神經(jīng)系統(tǒng)的保護(hù)機(jī)制：（a）有堅固的顱骨以及堅韌的腦脊膜腦脊膜：硬膜、蛛網(wǎng)膜和軟膜組成（b）血腦屏障（blood-brainbarrier,BBB）血腦屏障由腦毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞通過緊密連接封閉形成的，內(nèi)皮外有基膜、周細(xì)胞及星形膠質(zhì)細(xì)胞突起的腳板圍繞而形成。血腦屏障有許多不同類型的轉(zhuǎn)運(yùn)器，可以識別、轉(zhuǎn)運(yùn)特定的分子。

精選課件精選課件二、神經(jīng)毒性類型及機(jī)制1.血－腦及血－神經(jīng)屏障與神經(jīng)毒性損傷2.神經(jīng)元損傷3.軸病4.微管相關(guān)的神經(jīng)毒作用—周圍神經(jīng)病5.髓鞘病6.神經(jīng)傳遞與神經(jīng)毒性精選課件1.血－腦及血－神經(jīng)屏障與神經(jīng)毒性損傷：精選課件2.神經(jīng)元損傷（neuronopathy）：神經(jīng)元損傷有關(guān)的化學(xué)物：氨基糖甙類抗生素、鉛、汞、錳、鉈等等精選課件3.軸?。╝xonopathy）：

己二醇二甲基己二醇亞胺二丙腈吡啶硫銅軸索損害有關(guān)的化學(xué)物：秋水仙素、紫杉醇、長春新堿、丙稀酰胺、二硫化碳、金、有機(jī)磷、己烷等等精選課件4.微管相關(guān)的神經(jīng)毒作用—周圍神經(jīng)?。╬eripheralneuropathy）：微管蛋白微管秋水仙素紫杉醇精選課件5.髓鞘?。╩yelinopathies）：髓鞘損害有關(guān)的化學(xué)物：碘胺酮、哌克昔林、溴化乙啶，EB精選課件6.神經(jīng)傳遞與神經(jīng)毒性（transmissiontoxicity）：常見神經(jīng)毒性相關(guān)化學(xué)物：苯丙胺、阿托品、氯丙嗪、可卡因、煙堿等等精選課件精選課件1.中毒性神經(jīng)官能癥：以腦功能失調(diào)和精神障礙為主的疾病。表現(xiàn)為興奮和抑制癥狀頭痛、頭暈、無力。肌肉關(guān)節(jié)酸痛，失眠、記憶力減退等。可逆（早期癥狀及輕度中毒）（二）外源化學(xué)物對神經(jīng)系統(tǒng)毒作用的表現(xiàn)你讓我不爽，我讓你抓狂精選課件2.中毒性腦?。憾疚镆鸬闹袠猩窠?jīng)系統(tǒng)器質(zhì)性病變。急性中毒性腦?。夯謴?fù)正常或恢復(fù)不全（如一些藥物引起的急性腦水腫等）慢性中毒性腦病：神經(jīng)毒物慢性重度暴露震顫麻痹綜合癥（吩噻嗪類、丁酰苯類以及三環(huán)類抗精神失常藥物；錳、二硫化碳等）中毒性精神分裂癥（異煙肼、四乙基鉛、二硫化碳等）

中毒性癡呆（鉛、汞、鉈、錳等）

你讓我變壞，我讓你變態(tài)精選課件3.中毒性神經(jīng)炎：有毒化學(xué)物損害周圍神經(jīng)導(dǎo)致的病變，表現(xiàn)為單神經(jīng)炎或多神經(jīng)炎。毒物損傷單一的周圍神經(jīng)而導(dǎo)致單神經(jīng)炎，如鉛橈神經(jīng)麻痹；三氯乙烯三叉神經(jīng)麻痹。多神經(jīng)炎可在急性中毒的早期出現(xiàn)，如鉈、CO中毒等。這類藥物如抗腫瘤藥、抗結(jié)核藥等等你讓我“發(fā)炎”，我讓你功能不全精選課件朱令事件精選課件朱令中毒時間表：1994.12.5，朱令首次因不明原因發(fā)病，腹、腰四肢關(guān)節(jié)痛。在北京同仁醫(yī)院治療近一個月；病因無法確診，頭發(fā)全部掉光后病情好轉(zhuǎn)出院。1995.2，開學(xué)一周后，朱令再次因不明原因發(fā)病，雙腳疼痛難忍、雙手麻木，再次脫發(fā)。1995.3.9，朱令到協(xié)和就診，李舜偉教授初診“高度懷疑鉈中毒”。并請中國預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院勞動與衛(wèi)生職業(yè)病研究所的張壽林大夫會診，張?zhí)岢隹赡苁恰般B中毒”或“砷中毒”，但因該所當(dāng)時不能做檢測，張建議到朝陽醫(yī)院做檢測，但沒去。協(xié)和因為朱令否認(rèn)接觸過鉈，就排除了鉈中毒，沒有檢測。1995.3.15，朱令在協(xié)和住院，協(xié)和按照神經(jīng)炎來治療。1995.3.22，朱令吃東西開始嗆，醫(yī)院對她做為了搶救和維持生命必須的氣管切開術(shù)，手術(shù)中她產(chǎn)生昏迷。1995.3.28，開始深度昏迷兩個多月1995.4.20，朱令父母找到北京職業(yè)病防治所的陳震陽，測出嚴(yán)重鉈中毒。1995.4.28，協(xié)和開始用普魯士藍(lán)化學(xué)劑排毒，一個月后朱令體內(nèi)的鉈含量基本排除，中毒的癥狀消失，然而嚴(yán)重的后遺癥卻將和她相伴終生。

精選課件三、遲發(fā)性神經(jīng)毒性（delayedtoxicity）:

在中毒反應(yīng)發(fā)生后8～14天，再次出現(xiàn)的較持久的神經(jīng)中毒反應(yīng)，主要表現(xiàn)為遲緩性麻痹或輕癱，而后出現(xiàn)脊髓損傷體征，如共濟(jì)失調(diào)或強(qiáng)直。多見于有機(jī)磷農(nóng)藥、CO中毒。1.定義精選課件2.中毒作用的機(jī)理：有機(jī)磷農(nóng)藥非靶蛋白＋神經(jīng)毒靶組織神經(jīng)細(xì)胞變性和溶酶體膜受損干擾神經(jīng)元的快速軸漿轉(zhuǎn)運(yùn)過程遲發(fā)性神經(jīng)毒作用精選課件第一步：神經(jīng)毒靶酯老化；第二步：鈣穩(wěn)態(tài)的失衡，引起依賴鈣激活蛋白酶（calcium-activatedneutralprotease（CANP））的活化；第三步：CANP引起遠(yuǎn)端軸突的降解。G.L.Emericketal.Mechanismsforconsiderationforinterventioninthedevelopment

oforganophosphorus-induceddelayedneuropathy.

Chemico-BiologicalInteractions199(2012)177–184精選課件3.常見的引起遲發(fā)性神經(jīng)毒性作用的有機(jī)磷農(nóng)藥：TOCP（三磷甲苯磷酸酯）、丙胺氟磷、丙氯磷、對溴磷、三硫磷、苯硫磷、脫葉磷、皮蠅磷、壤蟲磷、草特磷、敵敵畏和敵百蟲等有機(jī)磷農(nóng)藥的毒性試驗中應(yīng)該有遲發(fā)性神經(jīng)毒性試驗。實驗動物：母雞劑量：LD50試驗期限：21天精選課件1.人體的研究：臨床觀察或者檢查（神經(jīng)學(xué)檢查、電生理檢查、生化檢查）2.動物研究：（1）功能試驗組合（functionalobservationalFOB，USEPA1994）：自主體征、感覺、運(yùn)動、生命體征（2）神經(jīng)學(xué)檢查（3）形態(tài)學(xué)檢查：病理（4）電生理（5）生化檢查：相應(yīng)的酶、靶蛋白（6）分子生物學(xué)檢測：信號通路，表觀遺傳改變等3.細(xì)胞組織研究：神經(jīng)元細(xì)胞的體外培養(yǎng)干細(xì)胞的定向誘導(dǎo)和神經(jīng)元干細(xì)胞的應(yīng)用中腦微團(tuán)的培養(yǎng)腦片的體外培養(yǎng)

四、神經(jīng)毒性的研究方法精選課件培養(yǎng)一天的新生大鼠海馬神經(jīng)元培養(yǎng)7天的大鼠海馬神經(jīng)元培養(yǎng)7天的大鼠大腦皮質(zhì)神經(jīng)元細(xì)胞培養(yǎng)9天的大鼠海馬神經(jīng)元精選課件Aaron,PunitaSharma

StevenFinkbeiner.,High-contentscreeningofprimaryneurons:readyforprimetime.CurrentOpinioninNeurobiology2009,19:537–543精選課件NimetMaheraliandKonradHochedlinger.GuidelinesandTechniquesfortheGenerationofInducedPluripotentStemCells.CellStemCell3,December4,2008,595-605精選課件ShinyaYamanaka

John

Gurdon山中伸彌約翰.格登精選課件HaruhisaInoue.Neurodegenerativedisease-specificinducedpluripotentstemcellresearch.Exprimentalcellresearch

316(2010)2560–2564精選課件KingaVojnits,SusanneBremer.Challengesofusingpluripotentstemcellsforsafetyassessmentsofsubstances,Toxicology270(2010)10–17精選課件神經(jīng)干細(xì)胞主要分布在大腦皮層、紋狀體、海馬、室管膜下層和中腦等區(qū)域。正常的哺乳動物成年后，中樞神經(jīng)系統(tǒng)任然有神經(jīng)干細(xì)胞存在，但是處于靜止?fàn)顟B(tài)。成年腦區(qū)神經(jīng)干細(xì)胞主要存在于海馬齒狀回、紋狀體和環(huán)繞側(cè)腦室的室腦膜下層。毒理學(xué)中，可以應(yīng)用神經(jīng)干細(xì)胞評價外源化學(xué)物的神經(jīng)毒性和神經(jīng)發(fā)育毒性。CultureofMouseNeuralStemCellPrecursors.JoVE.2./index/Details.stp?ID=152,神經(jīng)干細(xì)胞在毒理學(xué)中的應(yīng)用精選課件神經(jīng)行為毒理學(xué)（neurobehavioraltoxicology）主要是研究外源性化學(xué)物特別是低劑量長期接觸對人神經(jīng)行為的毒性效應(yīng)，亦及人的心理功能的毒性效應(yīng)。特點：研究低劑量慢性神經(jīng)毒性的方法敏感能定量可早期檢出亞臨床表現(xiàn)是整體試驗1.定義：精選課件2.研究方法：（1）動物試驗：主要檢測學(xué)習(xí)記憶操作條件反射空間辨別試驗：迷宮（Y迷宮、Morris水迷宮等）厭惡學(xué)習(xí)：穿梭箱、避暗、跳臺試驗試驗等自主活動度測定：開闊場地等動物的焦慮測定：高架十字迷宮藥物成癮性：條件位置偏好精選課件startend精選課件精選課件精選課件精選課件精選課件精選課件（2）人的觀