孕鼠經(jīng)飲水暴露鎘對胎鼠生長發(fā)育的影響

王 穎，王 華，胡永方，王碧偉，付 林，姬艷麗，楊露露，徐德祥

◇預(yù)防醫(yī)學研究◇

孕鼠經(jīng)飲水暴露鎘對胎鼠生長發(fā)育的影響

王 穎，王 華，胡永方，王碧偉，付 林，姬艷麗，楊露露，徐德祥

目的探討孕期母體經(jīng)飲水暴露鎘對胎鼠生長發(fā)育的影響。方法孕鼠隨機分為對照組、低濃度組、中濃度組和高濃度組，低、中和高濃度組孕鼠分別于孕第 0天至第 17天經(jīng)飲水暴露氯化鎘水溶液（5、50和250 ppm），對照組孕鼠飲用去離子水。于受孕第 18天剖殺所有孕鼠，記錄活胎數(shù)、死胎數(shù)和吸收胎數(shù)，稱量活胎體重和胎盤重量，測量胎鼠身長，并檢測孕鼠血清鎘含量。結(jié)果50和 250 ppm鎘處理組孕鼠血清鎘含量較對照組明顯升高（P＜0.05）；各組之間孕鼠增重無差異；與對照組相比，50 ppm鎘處理組胎鼠身長明顯下降（P＜0.05），250 ppm鎘處理組胎鼠身長和體重均顯著降低（P＜0.05）。結(jié)論孕期母體經(jīng)飲水暴露較高濃度鎘引起胎鼠生長發(fā)育遲緩。

鎘；宮內(nèi)生長遲緩；小鼠；胎盤；飲水

鎘是環(huán)境中有毒重金屬，主要用于鎳鎘電池、電鍍和鉛鋅礦等工業(yè)生產(chǎn)。近年來，環(huán)境鎘污染及其引發(fā)的健康損害引起廣泛關(guān)注。2014年 4月，環(huán)境保護部和國土資源部聯(lián)合發(fā)布“全國土壤污染狀況調(diào)查公報”顯示，我國耕地土壤點位污染物超標率為 19.4%，其中鎘污染排于首位。一項抽查結(jié)果顯示，我國部分地區(qū)市售大米中 Cd含量超過食品衛(wèi)生質(zhì)量標準的約 10%［1］。鎘主要通過胃腸道吸收、空氣吸入和吸煙等途徑進入體內(nèi)，其中胃腸道吸收是非吸煙人群和非職業(yè)暴露人群鎘攝入的主要途徑［2］。進入機體的鎘可以損害肝臟、腎臟、免疫、神經(jīng)、心血管、骨骼和睪丸等，甚至誘發(fā)突變和致癌［3］。鎘生物半衰期長，易在生物體內(nèi)長期蓄積，尤其以肝臟和腎臟為主。最近人群調(diào)查顯示，孕婦血清鎘水平與其胎兒出生體重呈負相關(guān)［4］。孕鼠經(jīng)腹腔單次注射高劑量鎘引起胎鼠體重和身長明顯降低［5］。然而，過去的動物實驗主要采用腹腔注射或皮下注射等非常規(guī)人體鎘暴露途徑，實驗結(jié)果存在不確定性。該研究擬探討小鼠整個孕期經(jīng)飲水暴露不同濃度鎘對胎鼠生長發(fā)育的影響。

1 材料與方法

1.1 實驗材料清潔級 ICR小鼠（8周，♂31～36 g，♀24～28 g）購于北京維通利華實驗動物有限責任公司；氯化鎘和優(yōu)級純硝酸（HNO3）均購自國藥集團化學試劑有限公司；鎘標準溶液（100 mg／L）購自國家環(huán)境保護總局標準樣品研究所；TAS-990G石墨爐原子吸收分光光度計（北京普析通用儀器有限責任公司），具有氘燈背景校正裝置、恒溫平臺石墨管和Cd空心陰極燈。

1.2 實驗動物小鼠實驗前適應(yīng)性喂養(yǎng)（溫度 20～25℃、濕度 45% ～55%以及 12 h／12 h明暗光照）2周后，按 2：4（♂：♀）于晚上 9：00合籠，次日早晨 8：00查雌鼠陰栓，查到陰栓者定為受孕第 0天（GD0）。所有孕鼠按照體重被隨機分為對照組（0 ppm）、低濃度鎘組（5 ppm）、中濃度鎘組（50 ppm）和高濃度鎘組（250 ppm），其中對照組孕鼠飲用去離子水，不同濃度鎘暴露組孕鼠分別于受孕第 0天至第 17天經(jīng)飲水暴露氯化鎘水溶液（5、50、250 ppm，均用去離子水配制）。根據(jù) WHO提出的膳食攝入安全限值，5 ppm相當于正常人群鎘暴露量，參考相關(guān)研究文獻［6-7］設(shè)置飲水濃度。于受孕第 18天摘眼球取血后處死并取出子宮，記錄活胎數(shù)、死胎數(shù)和吸收胎數(shù)，稱量活胎體重，測量胎鼠身長。用石墨爐原子吸收分光光度法測定孕鼠血清鎘含量。

1.3 血清鎘含量測定受孕 18 d小鼠被摘眼球取血，室溫靜置 2 h后，4 000 r／min離心 10 min，取上清液于2 ml離心管中，-80℃保存待用，所有離心管和槍頭用 10%硝酸（優(yōu)級純）浸泡過夜。測量前用1%硝酸 1∶4稀釋，同時以 1%硝酸作為試劑空白對照。樣品測量前，用 1%硝酸配置不同濃度的鎘標準（0、0.2、0.4、0.8μg／L），并在每管中以 2∶1的比例加入基體改進劑（0.5%硝酸鎂和 0.2%硝酸銨2∶1混合）。用石墨爐原子吸收分光光度法檢測孕鼠血清鎘含量，采用氘燈扣除背景，波長為 228.8 nm，工作燈為 Cd燈，對照燈為 Pb燈；濾波系數(shù)為0.1，積分時間為 4 s；進樣量為 15μl。石墨爐原子吸收法測定血清中鎘含量的加熱程序。見表1。

表1 石墨爐原子吸收法測定血清中鎘含量的加熱程序

1.4 統(tǒng)計學處理采用 SPSS 16.0軟件進行分析，定量數(shù)據(jù)以 ˉx±s表示；多組比較采用方差分析，然后用 Bonferroni或 Tamhane′s T2法進行兩組間統(tǒng)計分析。死胎數(shù)和吸收胎數(shù)不服從正態(tài)分布，不滿足方差分析的條件，選用 Kruskal-wallis H秩和檢驗比較分析。

2 結(jié)果

2.1 不同濃度鎘暴露對母鼠血清鎘含量的影響孕鼠被摘眼球取血，全血室溫靜置 2 h后，4 000 r／min離心 10 min，吸取上層血清，用石墨爐原子吸收法檢測母鼠血清鎘含量。檢測結(jié)果顯示，與對照組比較，不同濃度鎘處理組母鼠血清中鎘含量呈逐漸上升趨勢，分別升高2.0、2.8、4.8倍，且 50 ppm、250 ppm組與對照組相比差異有統(tǒng)計學意義（F=21.94，P＜0.05）。見圖1。

圖1 不同濃度鎘暴露組孕鼠血清鎘含量 （n=15，ˉx±s）與對照組比較：*P＜0.05

2.2 不同濃度鎘暴露對孕鼠增重的影響小鼠從受孕第0天至第17天經(jīng)飲水暴露不同濃度鎘（0、5、 50、250 ppm），于受孕第 0、3、6、9、12、15、18天稱量孕鼠體重。對照組孕鼠體重隨著受孕時間推進而逐漸遞增，其它鎘暴露組不同孕期母鼠體重與對照組同期體重比較差異均無統(tǒng)計學意義。見圖2。

圖2 不同濃度鎘暴露對孕鼠體重的影響 （n=15，ˉx±s）

2.3 不同濃度鎘暴露對胎鼠存活和死亡的影響于受孕18 d稱重并剖殺孕鼠，記錄活胎數(shù)、死胎數(shù)和吸收胎數(shù)。與對照組相比，50 ppm組平均吸收胎數(shù)顯著高于對照組（P＜0.05），250 ppm組吸收胎數(shù)有升高趨勢，其它濃度鎘暴露組死胎數(shù)、吸收胎數(shù)與對照組之間無差異。見表2。

表2 不同濃度鎘暴露對胎鼠數(shù)量的影響 （n=15，ˉx±s）

2.4 不同濃度鎘暴露對胎鼠身長、體重和胎盤重量的影響于受孕18 d處死孕鼠并剖宮產(chǎn)，測量活胎胎鼠身長、體重和胎盤重量。與對照組比較，50、250 ppm組平均胎鼠身長顯著減小（F=10.77，P＜0.05），而250 ppm組平均胎鼠體重均明顯下降（F =6.83，P＜0.05）；不同濃度鎘暴露組胎盤重量與對照組之間均無顯著差異。見表3。

表3 不同濃度鎘暴露對胎鼠身長、體重和胎盤重量的影響 （n=15，ˉx±s）

3 討論

本研究結(jié)果顯示，小鼠從受孕第 0天至第 17天經(jīng)飲水暴露氯化鎘，50 ppm組胎鼠身長明顯下降，250 ppm組胎鼠身長和體重均顯著降低。受孕第 9天小鼠經(jīng)腹腔單次注射氯化鎘（4.5 mg／kg）引起胎鼠身長和體重明顯下降，并引起胎鼠缺趾和尾部畸形［1］。這些結(jié)果提示，孕鼠暴露較高劑量鎘引起胎鼠生長發(fā)育遲緩。然而，鎘誘發(fā)胎鼠生長發(fā)育遲緩的作用機制尚不清楚。

鋅是機體必需的微量元素之一，鋅通過催化、結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)3個方面調(diào)控基因表達，在胚胎和胎兒的正常發(fā)育過程中起重要作用［8］。有研究［9］顯示，孕鼠經(jīng)飲水暴露鎘引起母體血清和胚胎鋅含量顯著降低。孕期母體鋅補充明顯保護鎘引起的胎鼠畸形和生長發(fā)育遲緩［10］。這些結(jié)果提示，母體血清鋅的降低很可能是鎘誘導胎鼠生長發(fā)育遲緩的重要原因。

胎盤是聯(lián)系母體和胎兒的重要樞紐，有物質(zhì)運輸、屏障和內(nèi)分泌功能。研究［11］表明，鎘很難透過胎盤屏障并可能在胎盤組織蓄積。本研究顯示，孕期較高濃度鎘暴露明顯升高母鼠血清鎘含量。母體血鎘含量與胎盤鎘含量呈現(xiàn)正向關(guān)聯(lián)［12］。提示胎盤可能是鎘的毒作用靶器官。進一步研究結(jié)果顯示，孕期暴露較高濃度鎘未引起小鼠胎盤重量降低。上述結(jié)果提示，胎盤發(fā)育異?？赡懿皇擎k誘導胎鼠生長發(fā)育遲緩的原因。另外的研究需要探討鎘是否引起胎盤功能障礙，繼而誘發(fā)胎鼠生長發(fā)育遲緩。

綜上所述，本實驗條件下孕鼠經(jīng)飲水暴露較高濃度鎘引起胎鼠生長發(fā)育遲緩。然而，鎘誘導胎兒生長發(fā)育遲緩的確切作用機制尚需要進一步探討。

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Effects ofmaternal cadm ium exposure during pregnancy on fetal grow th in m ice

Wang Ying，Wang Hua，Hu Yongfang，et al
（Deptof Toxicology，School of Public Health，AnhuiMedical University，Hefei 230032）

Objective To investigate the effects ofmaternal exposure to cadmium via drinking water during pregnancy on fetal growth and development in mice.Methods All pregnant mice were randomly divided into four groups.In control group，mice were fed with deionized water.In cadmium group，mice were fed with CdCl2solution（5，50 and 250 ppm）.All pregnantmice were sacrificed on GD18.For each litter，the number of live fetuses，dead fetuses and resorptions were counted.Live fetuses in each litter were weighed，crown-rump lengths were examined，and cadmium concentration in maternal serum was detected by GFAAS.Resu lts Cadmium concentration in maternal serum was significantly increased in cadmium-exposed（50 and 250 ppm）mice when compared to the controls（P＜0.05）.No significant difference in maternal weight gain was observed among four groups.Average crown-rump length of fetuses wasmarkedly decreased in cadmium-exposed（50 and 250 ppm）mice as compared with the controls（P＜0.05）.Moreover，Maternal cadmium exposure（250 ppm）obviously decreased average body weight of fetuses inmice（P＜0.05）.Conclusion Maternal exposure to higher levels of cadmium by drinking water results in fetal growth retardation in mice.

cadmium；intrauterine growth retardation；mice；placenta；drinking water

R 114

A

1000-1492（2016）02-0210-04

時間：2016-1-20 10：32：26

http：／／www.cnki.net／kcms／detail／34.1065.R.20160120.1032.026.htm l

2015-11-06接收

國家自然科學基金（編號：81473016、31571557）

安徽醫(yī)科大學公共衛(wèi)生學院衛(wèi)生毒理學系，合肥 230032

王 穎，女，碩士研究生；

徐德祥，男，教授，博士生導師，責任作 者，E-mail：xudex＠126.com