發(fā)布時間：2020-07-07 10:35

【摘要】：目的鎘作為重要的生產性毒物和環(huán)境污染物,其毒理學機制尚未充分闡明。有研究表明,Nrf2信號因子作為細胞抗氧化應激的中樞調節(jié)者,其受內質網(wǎng)應激相關因子PERK直接作用而被激活,從而啟動Nrf2信號通路介導的抗氧化機制。另有研究指出,被活化的Nrf2可反饋性減輕內質網(wǎng)應激反應水平。然而,結合內質網(wǎng)應激和氧化應激,在動物水平上研究鎘毒性作用過程中內質網(wǎng)應激與Nrf2信號通路的相互作用機制,目前,尚未見報道。因此,本研究擬從體內的角度,以大鼠腎臟、睪丸和卵巢作為靶器官,探討鎘毒性作用過程中對氧化應激、內質網(wǎng)應激和Nrf2信號通路的影響。并進一步通過上調和下調內質網(wǎng)應激水平,以探討內質網(wǎng)應激對Nrf2信號通路的調控作用。通過誘導和抑制Nrf2信號因子的表達以探討Nrf2對內質網(wǎng)應激的反饋調節(jié)作用。方法選用120只SD大鼠,雌雄各半,檢疫合格后按體重隨機分為20組,每組6只。第1組:空白對照組;第2-4組:氯化鎘低、中、高劑量組;第5組:桿菌肽試劑對照組;第6-8組:桿菌肽+氯化鎘低、中、高劑量組;第9組:TUDCA試劑對照組;第10-12組:TUDCA+氯化鎘低、中、高劑量組;第13組:tBHQ試劑對照組;第14-16組:tBHQ+氯化鎘低、中、高劑量組;第17組:木犀草素試劑對照組;第18-20組:木犀草素+氯化鎘低、中、高劑量組。氯化鎘的劑量分別為:5μmol/kg、10μmol/kg、20μmol/kg。各組采用腹腔注射方式按10mL/kg體重干預及染毒,一次性染毒48h后處死動物,解剖取出大鼠腎臟、卵巢和睪丸以測定超氧化物歧化酶(SOD)活力、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活力、脂質過氧化物丙二醛(MDA)含量,并用RT-PCR和Western blot法測定ERS相關因子和Nrf2信號通路相關因子的mRNA和蛋白表達水平。結果1.氧化應激結果:經(jīng)過鎘染毒48h后,大鼠腎臟組織抗氧化酶SOD、GSH-Px活性在10、20μmol/kg劑量條件下顯著下降(P0.05),脂質過氧化的中間產物MDA含量顯著上升(P0.05)。大鼠睪丸和卵巢SOD、GSH-Px的活性在5、10μmol/kg劑量下顯著下降(P0.05),MDA含量顯著升高(P0.05)。2.內質網(wǎng)應激結果:鎘在5、10、20μmol/kg劑量下作用48h后,大鼠腎臟Bip、PERK、ATF4基因和Bip、PERK蛋白表達水平均顯著升高(P0.05)。在鎘中高劑量(10、20μmol/kg)下,大鼠睪丸和卵巢Bip、PERK、ATF4基因和Bip、PERK蛋白表達均有上調(P0.05),尤其在高劑量下上調明顯。3.Nrf2信號通路結果:在10μmol/kg染毒劑量條件下,大鼠腎臟Nrf2基因和蛋白均表達均有顯著上升(P0.05),下游Ⅱ相解毒酶GST-P1、GCLC mRNA表達也有一定程度的上調(P0.05)。在鎘高染毒劑量(20μmol/kg)下,Nrf2蛋白表達水平顯著降低(P0.05)。鎘在10、20μmol/kg劑量下也可顯著上調睪丸和卵巢Nrf2信號因子mRNA和蛋白的表達(P0.05)。而在10、20μmol/kg劑量下,大鼠睪丸GCLC和GST-P1基因表達均有顯著上調(P0.05),而大鼠卵巢GCLC和GST-P1在高劑量下(20μmol/kg)雖有上調,但在5和10μmol/kg劑量下大鼠卵巢GST-P1和GCLC的基因表達分別出現(xiàn)顯著的下降(P0.05)。4.ERS水平上調和下調后對Nrf2信號因子的調控作用結果:在20μmol/kg劑量條件下,桿菌肽處理組大鼠腎臟PERK蛋白表達水平顯著高于同劑量鎘單獨染毒組(P0.05),在此劑量下,桿菌肽處理組大鼠腎臟Nrf2 mRNA表達水平也出現(xiàn)顯著升高(P0.05)。在5、10μmol/kg劑量下,TUDCA處理組大鼠腎臟PERK蛋白表達顯著低于同劑量鎘單獨染毒組(P0.05),但是,在此劑量條件下,Nrf2 mRNA表達變化不明顯。經(jīng)桿菌肽處理后,鎘在5μmol/kg劑量條件下,與同劑量鎘單獨染毒組比較,大鼠睪丸和卵巢Bip mRNA、PERK mRNA、PERK蛋白表達水平均顯著升高(P0.05),在此劑量下大鼠睪丸和卵巢Nrf2mRNA表達水平均未出現(xiàn)升高。在10μmol/kg劑量條件下,大鼠睪丸和卵巢Bip蛋白、PERK mRNA和PERK蛋白表達水平與同劑量鎘單獨染毒組比較均顯著下降(P0.05)。5.Nrf2信號因子上調和下調后對鎘致內質網(wǎng)應激的反饋調節(jié)作用結果:在20μmol/kg劑量條件下,tBHQ處理組大鼠腎臟Nrf2蛋白表達水平與同劑量鎘單獨染毒組比較顯著上升(P0.05),而在此劑量下,tBHQ處理組大鼠腎臟Bip mRNA和蛋白均顯著降低(P0.05)。在5μmol/kg劑量下,木犀草素處理組大鼠腎臟Nrf2蛋白表達水平與同劑量鎘單獨染毒組比較顯著下降,在此劑量條件下,大鼠腎臟Bip蛋白和PERK mRNA表達水平同樣出現(xiàn)顯著地下降(P0.05)。在10μmol/kg劑量條件下,tBHQ處理組大鼠睪丸Nrf2蛋白表達水平與同劑量鎘單獨染毒組比較顯著升高(P0.05),而在此劑量下,大鼠睪丸ERS水平變化不明顯。在20μmol/kg劑量條件下,tBHQ處理組大鼠卵巢Nrf2蛋白表達水平與同劑量鎘單獨染毒組比較顯著升高(P0.05),在此劑量下,大鼠卵巢Bip mRNA和蛋白、PERK mRNA表達水平均顯著下降(P0.05)。與同劑量鎘單獨染毒組比較,木犀草素處理后各染毒劑量組大鼠睪丸Nrf2 mRNA和蛋白均顯著下降(P0.05),在5μmol/kg劑量下Bip mRNA、PERK蛋白表達水平有所升高(P0.05)。在10、20μmol/kg劑量條件下,木犀草素處理組大鼠卵巢Nrf2 mRNA和蛋白表達水平與同劑量鎘單獨染毒組比較顯著下降(P0.05),而在此中高劑量下,大鼠卵巢Bip蛋白、PERK蛋白表達水平同樣出現(xiàn)了明顯下降(P0.05)。結論1.在一定染毒劑量條件下,鎘可引起大鼠腎臟、睪丸和卵巢發(fā)生OS和ERS,并激活Nrf2信號因子,上調Ⅱ相解毒酶的表達,啟動Nrf2介導的抗氧化機制。2.在鎘毒性作用下,大鼠腎臟、睪丸和卵巢ERS相關因子PERK的表達與Nrf2信號因子的表達存在正相關關系,其中大鼠腎臟PERK與Nrf2信號因子的正相關關系尤為明顯。3.在本實驗條件下,大鼠睪丸和卵巢對鎘毒性作用的敏感程度可能高于大鼠腎臟,而雌性大鼠卵巢可能比雄性大鼠睪丸更容易受到鎘毒性作用的損害。4.在鎘毒性作用過程中,鎘所致大鼠腎臟ERS對Nrf2信號因子有正向調控作用,但ERS水平的下降并不能明顯抑制Nrf2信號因子活性。Nrf2表達的上調可一定程度地減輕ERS水平,但Nrf2活性被抑制后并不會反饋性引起ERS水平的增強。5.鎘致大鼠睪丸和卵巢ERS對Nrf2信號因子正向調控作用不明顯,但ERS水平的下降均可明顯抑制Nrf2信號因子活性。當Nrf2的表達增強后,大鼠卵巢ERS水平得以減輕,大鼠睪丸此作用不明顯。而當Nrf2活性受到抑制后卻可反饋性地引起大鼠睪丸ERS水平的增強,大鼠卵巢此作用不明顯。
【學位授予單位】：廣東藥科大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：R114
【圖文】：

廣東藥科大學碩士研究生學位論文表 2-1 鎘對大鼠腎臟 SOD、GSH-Px 活性及 MDA 含量的影響( )組別 SOD(×103U/g) GSH Px(×103U/g) MDA(μmol /g)0 μmol/kg 組 385.45±9.74 500.23±13.73 6.70±0.385 μmol/kg 組 325.28±18.40a493.93±15.08 6.90±1.4210 μmol/kg 組 292.58±7.94ab454.80±18.17ab9.28±0.65ab20 μmol/kg 組 310.16±15.22ac438.41±.34.04ab8.70±0.90ab與 0 μmol/kg 組比較，aP<0.05；與 5 μmol/kg 組比較，bP<0.05；與 10 μmol/kg 組比較，cP<0.05

廣東藥科大學碩士研究生學位論文表 2-2 鎘對大鼠睪丸和卵巢組織 SOD、GSH-Px 活性及 MDA 含量的影響（ ）組別SOD(×103U/g) GSH Px(×103U/g) MDA(μm睪丸 卵巢 睪丸 卵巢 睪丸 卵ol/kg 組 212.01±13.67 274.94±18.48 545.69±20.27 521.34±21.40 8.44±0.87 6.76ol/kg 組 195.98±7.88a245.49±31.50a382.89±57.50a437.88±40.70a10.30±1.54a7.16ol/kg 組 189.90±8.46a203.54±21.98ab351.78±28.26a404.15±66.44a13.65±1.13ab9.73±ol/kg 組 163.67±8.18abc220.00±8.62ab397.52±24.52ac428.37±16.19a12.95±1.80ab9.87±與 0 μmol/kg 組比較，aP<0.05；與 5 μmol/kg 組比較，bP<0.05；與 10 μmol/kg 組比較，cP<0.05

圖 2-2 鎘對大鼠睪丸氧化應激的影響A：SOD 活性；B：GSH-Px 活性；C：MDA 含量；與 0 μmol/kg 組比較，aP<0.05；與 5 μmol/kg組比較，bP<0.05；與 10 μmol/kg 組比較，cP<0.05

【參考文獻】

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1 王毅;陳平;廖曉崗;;鎘對睪丸間質細胞損傷的作用機制[J];中國男科學雜志;2015年11期

2 寧巍;廖曉崗;劉亞平;;鎘的生殖毒性與血睪屏障結構和功能的關系[J];上海交通大學學報(醫(yī)學版);2015年06期

3 莫少鋒;湯井田;李康慧;冷斌;肖敏;;鎘對去卵巢大鼠腎臟的類雌激素作用[J];環(huán)境與健康雜志;2015年02期

4 周慶紅;姜淑卿;劉英華;張力;趙春紅;王曉軍;張大龍;張靜姝;;納米硫化鎘與硫化鎘雄性生殖毒性及相關機制的研究[J];癌變·畸變·突變;2014年06期

5 陶天琪;王曉y=;徐菲菲;劉蜜;李玉珍;劉秀華;;MR-1通過抑制PERK/Nrf2途徑減輕缺氧/復氧誘導的心肌細胞凋亡[J];中國病理生理雜志;2014年02期

6 周清萍;;鎘致腎臟毒性機制及防治研究進展[J];宜春學院學報;2013年12期

7 周剛;方亮;陳麗華;;非折疊蛋白反應在腫瘤免疫中的作用[J];細胞與分子免疫學雜志;2013年12期

8 宋洋;袁宜勤;郁潔;;內質網(wǎng)應激PERK凋亡通路研究進展[J];中華中醫(yī)藥學刊;2013年05期

9 杜麗娜;余若禎;王海燕;陸楙;劉征濤;;重金屬鎘污染及其毒性研究進展[J];環(huán)境與健康雜志;2013年02期

10 劉莉莉;林嵐;殷霄;陳潤濤;羅巧;謝植偉;陳曉燕;蔡婷峰;陸豐榮;;鎘毒性研究進展[J];中國職業(yè)醫(yī)學;2012年05期

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1 陳健;中藥活性成分姜黃素對乳腺癌細胞自噬和內質網(wǎng)應激通路的影響研究[D];南京中醫(yī)藥大學;2014年

相關碩士學位論文 前1條

1 陳嘉興;鎘對內質網(wǎng)應激和Nrf2信號通路的影響及其調控機制研究[D];廣東藥科大學;2017年

本文編號：2745015