本文關(guān)鍵詞：二氧化氮吸入暴露對(duì)大鼠心肌線粒體損傷作用的研究

  更多相關(guān)文章： 二氧化氮(NO_2) 心肌細(xì)胞線粒體 心血管系統(tǒng)疾病

【摘要】：隨著中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的指數(shù)增長(zhǎng)和人民生活水平得到快速提高,城市人均汽車(chē)擁有量大幅提升,汽車(chē)尾氣的排放總量大量增加,造成了嚴(yán)重的大氣二氧化氮(N02)污染。流行病學(xué)研究調(diào)查顯示,心臟可能是除呼吸系統(tǒng)外NO2作用的重要靶器官之一。由于線粒體在維護(hù)心肌細(xì)胞正常功能中起著重要的作用,故通過(guò)研究線粒體相關(guān)指標(biāo)的變化來(lái)探究NO2污染與心血管系統(tǒng)疾病的相關(guān)性對(duì)有效預(yù)防NO2暴露和干預(yù)治療相關(guān)疾病具有重要意義。然而,相關(guān)資料還主要集中在流行病學(xué)領(lǐng)域,利用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型確定效應(yīng)的發(fā)生及其作用機(jī)制還鮮見(jiàn)報(bào)道。由此提出本課題,探討NO2吸入暴露對(duì)大鼠心肌細(xì)胞線粒體損傷作用及其可能的分子機(jī)制。(1)通過(guò)對(duì)雄性Wistar大鼠進(jìn)行動(dòng)式NO2熏氣染毒,每天6 h,連續(xù)7 d,染毒劑量為0 mg/m3、5 mg/m3、10 mg/m3和20 mg/m3,探討亞急性NO2暴露對(duì)大鼠心肌線粒體的損傷作用。利用HE染色檢測(cè)大鼠心肌組織病理學(xué)結(jié)構(gòu),利用電鏡技術(shù)檢測(cè)大鼠心肌細(xì)胞線粒體超微結(jié)構(gòu),利用探針JC-1和MTT檢測(cè)線粒體膜電位和活性,利用Western blot技術(shù)檢測(cè)線粒體呼吸鏈組分相關(guān)因子PGC-1α、NRF1和TFAM以及線粒體融合相關(guān)因子Mfn1和Mfn2蛋白表達(dá)。結(jié)果顯示,亞急性NO2高濃度暴露時(shí),大鼠心肌組織病理學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,心肌細(xì)胞線粒體數(shù)量增加；活性在10 mg/m3和20 mg/m3時(shí)顯著性上升,分別為對(duì)照組的1.52倍和2.12倍；膜電位在各濃度均顯著增加,5、1O、20 mg/m3濃度下分別為對(duì)照組的1.50倍、1.62倍和2.25倍；調(diào)控線粒體呼吸鏈組分相關(guān)因子PGC-1α、NRF1和TFAM以及線粒體融合相關(guān)因子Mfn2表達(dá)依賴性上調(diào),同時(shí)在20 mg/m3下呈現(xiàn)顯著增高趨勢(shì),分別為對(duì)照組的1.51倍、1.47倍、1.60倍和1.53倍。由此推斷,經(jīng)過(guò)亞急性高濃度NO2暴露,大鼠心肌線粒體受到破壞,而由于功能代償作用,亞急性高濃度NO2卻使大鼠心肌線粒體功能得以增強(qiáng)以適應(yīng)不良環(huán)境和外界刺激,但心肌線粒體本身受到損傷,仍會(huì)引起心血管系統(tǒng)相關(guān)疾病的發(fā)生。(2)為了更接近人類(lèi)實(shí)際暴露情況,我們對(duì)雄性Wistar大鼠進(jìn)行NO2動(dòng)式熏氣染毒,每天6h,連續(xù)28 d,染毒劑量分別為0 mg/m3、2 mg/m3和5 mg/m3,探討亞慢性NO2污染對(duì)大鼠心肌線粒體的損傷作用。染毒結(jié)束后,利用HE染色檢測(cè)大鼠心肌組織病理學(xué)結(jié)構(gòu),利用電鏡技術(shù)檢測(cè)大鼠心肌細(xì)胞線粒體超微結(jié)構(gòu),利用探針JC-1和MTT檢測(cè)線粒體膜電位和活性,利用Western blot技術(shù)檢測(cè)線粒體呼吸鏈組分相關(guān)因子PGC-1α、NRF1和TFAM以及線粒體融合相關(guān)因子Mfn1和Mfn2蛋白表達(dá)。結(jié)果顯示,長(zhǎng)期低濃度暴露致使心肌組織病理學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,心肌細(xì)胞線粒體數(shù)量減少并伴有腫脹；與對(duì)照組相比,線粒體活性顯著降低,低濃度組和高濃度組分別為對(duì)照組的0.79和0.56倍；線粒體膜電位顯著下降,低濃度組和高濃度組分別為對(duì)照組的0.89和0.79倍；同時(shí),線粒體呼吸鏈組分相關(guān)因子PGC-1α、NRF1和TFAM以及線粒體融合相關(guān)因子Mfn1和Mfn2蛋白表達(dá)較對(duì)照組下調(diào),并在5 mg/m3時(shí)均顯現(xiàn)出顯著性差距,分別為對(duì)照組的0.76、0.85、0.52、0.77和0.80倍。研究結(jié)果表明,較低濃度NO2長(zhǎng)時(shí)間暴露,對(duì)大鼠心肌細(xì)胞線粒體超微結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定程度損傷效應(yīng),線粒體膜電位和活性下降,氧化磷酸化能力減弱,線粒體自身合成能力下降,進(jìn)而破壞了線粒體功能,由此引發(fā)心血管系統(tǒng)疾病的發(fā)生。本研究從線粒體層面闡明了亞急性和亞慢性NO2暴露對(duì)大鼠心肌細(xì)胞線粒體的損傷效應(yīng)及其分子機(jī)理。結(jié)果提示,線粒體結(jié)構(gòu)和功能的損傷很可能是NO2污染誘發(fā)心血管系統(tǒng)疾病的分子機(jī)制之一,該研究旨在為污染區(qū)域健康防護(hù)和污染事件發(fā)生時(shí)的臨床治療提供理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：二氧化氮(NO_2) 心肌細(xì)胞線粒體 心血管系統(tǒng)疾病
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：X51;R54
【目錄】：

• 中文摘要14-16
• ABSTRACT16-19
• 第一章 文獻(xiàn)綜述19-28
• 1.1 二氧化氮的污染現(xiàn)狀19-20
• 1.2 NO_2與心血管系統(tǒng)疾病發(fā)生的相關(guān)流行病學(xué)研究20-22
• 1.3 心血管系統(tǒng)疾病發(fā)生的線粒體調(diào)控機(jī)制22-24
• 1.3.1 線粒體與心血管系統(tǒng)疾病發(fā)生的相關(guān)研究22
• 1.3.2 心肌細(xì)胞線粒體膜電位和活性的研究22-23
• 1.3.3 心肌細(xì)胞線粒體呼吸和融合相關(guān)蛋白的研究23-24
• 1.4 課題概述24-28
• 1.4.1 課題的提出及意義24-25
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容25-26
• 1.4.3 實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線26-27
• 1.4.4 創(chuàng)新之處27-28
• 第二章 NO_2亞急性暴露對(duì)大鼠心肌線粒體損傷作用的研究28-51
• 2.1 引言28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法28-40
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與處理28-30
• 2.2.1.1 主要試劑28-29
• 2.2.1.2 主要儀器29
• 2.2.1.3 實(shí)驗(yàn)方法29-30
• 2.2.2 NO_2染毒濃度測(cè)定30-31
• 2.2.2.1 主要試劑30
• 2.2.2.2 主要儀器30
• 2.2.2.3 實(shí)驗(yàn)方法30-31
• 2.2.3 心肌細(xì)胞線粒體制備31-32
• 2.2.3.1 主要試劑31-32
• 2.2.3.2 主要儀器32
• 2.2.3.3 實(shí)驗(yàn)方法32
• 2.2.4 線粒體蛋白含量測(cè)定32-33
• 2.2.4.1 主要試劑32-33
• 2.2.4.2 主要儀器33
• 2.2.4.3 實(shí)驗(yàn)方法33
• 2.2.5 心臟病理學(xué)結(jié)構(gòu)檢測(cè)33
• 2.2.5.1 主要試劑33
• 2.2.5.2 主要儀器33
• 2.2.5.3 實(shí)驗(yàn)方法33
• 2.2.6 線粒體超微結(jié)構(gòu)檢測(cè)33-34
• 2.2.6.1 主要試劑33-34
• 2.2.6.2 主要儀器34
• 2.2.6.3 實(shí)驗(yàn)方法34
• 2.2.7 線粒體膜電位測(cè)定34-35
• 2.2.7.1 主要試劑34
• 2.2.7.2 主要儀器34
• 2.2.7.3 實(shí)驗(yàn)方法34-35
• 2.2.8 線粒體活性實(shí)驗(yàn)35
• 2.2.8.1 主要試劑35
• 2.2.8.2 主要儀器35
• 2.2.8.3 實(shí)驗(yàn)方法35
• 2.2.9 心肌總蛋白的提取35-37
• 2.2.9.1 主要試劑35-36
• 2.2.9.2 主要儀器36
• 2.2.9.3 實(shí)驗(yàn)方法36-37
• 2.2.10 Western blot實(shí)驗(yàn)37-40
• 2.2.10.1 主要試劑37-38
• 2.2.10.2 主要儀器38
• 2.2.10.3 實(shí)驗(yàn)方法38-40
• 2.2.11 數(shù)據(jù)分析方法40
• 2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析40-48
• 2.3.1 NO_2亞急性暴露對(duì)心臟組織病理學(xué)損傷的檢測(cè)40-41
• 2.3.2 NO_2亞急性暴露對(duì)心肌細(xì)胞線粒體超微結(jié)構(gòu)的影響41-42
• 2.3.3 NO_2亞急性暴露對(duì)心肌細(xì)胞線粒體膜電位的影響42-43
• 2.3.4 NO_2亞急性暴露對(duì)心肌細(xì)胞線粒體活性的影響43-44
• 2.3.5 NO_2亞急性暴露對(duì)心肌細(xì)胞線粒體相關(guān)蛋白表達(dá)水平的影響44-48
• 2.3.5.1 NO_2亞急性暴露對(duì)心肌細(xì)胞線粒體呼吸鏈相關(guān)蛋白PGC-1α表達(dá)水平的影響44-45
• 2.3.5.2 NO_2亞急性暴露對(duì)心肌細(xì)胞線粒體呼吸鏈相關(guān)蛋白NRF1表達(dá)水平的影響45-46
• 2.3.5.3 NO_2亞急性暴露對(duì)心肌細(xì)胞線粒體呼吸鏈相關(guān)蛋白TFAM表達(dá)水平的影響46-47
• 2.3.5.4 NO_2亞急性暴露對(duì)心肌細(xì)胞線粒體融合作用相關(guān)蛋白Mfn1表達(dá)水平的影響47-48
• 2.3.5.5 NO_2亞急性暴露對(duì)心肌細(xì)胞線粒體融合作用相關(guān)蛋白Mfn2表達(dá)水平的影響48
• 2.4 討論48-51
• 第三章 NO_2亞慢性暴露對(duì)大鼠心肌線粒體損傷作用的研究51-63
• 3.1 引言51
• 3.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法51-54
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與處理51-53
• 3.2.1.1 主要試劑51
• 3.2.1.2 主要儀器51-52
• 3.2.1.3 實(shí)驗(yàn)方法52-53
• 3.2.2 NO_2染毒濃度測(cè)定53
• 3.2.3 心肌細(xì)胞線粒體制備53
• 3.2.4 線粒體蛋白含量測(cè)定53
• 3.2.5 心臟病理學(xué)結(jié)構(gòu)檢測(cè)53
• 3.2.6 線粒體超微結(jié)構(gòu)檢測(cè)53
• 3.2.7 線粒體膜電位測(cè)定53
• 3.2.8 線粒體活性實(shí)驗(yàn)53
• 3.2.9 心肌總蛋白的提取53
• 3.2.10 Western blot實(shí)驗(yàn)53
• 3.2.11 數(shù)據(jù)分析方法53-54
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析54-61
• 3.3.1 NO_2亞慢性暴露對(duì)心臟組織病理學(xué)損傷的檢測(cè)54
• 3.3.2 NO_2亞慢性暴露對(duì)心肌細(xì)胞線粒體超微結(jié)構(gòu)的影響54-55
• 3.3.3 NO_2亞慢性暴露對(duì)心肌細(xì)胞線粒體膜電位的影響55-56
• 3.3.4 NO_2亞慢性暴露對(duì)心肌細(xì)胞線粒體活性的影響56-57
• 3.3.5 NO_2亞慢性暴露對(duì)心肌細(xì)胞線粒體相關(guān)蛋白表達(dá)水平的影響57-61
• 3.3.5.1 NO_2亞慢性暴露對(duì)心肌細(xì)胞線粒體呼吸鏈相關(guān)蛋白PGC-1α表達(dá)水平的影響57-58
• 3.3.5.2 NO_2亞慢性暴露對(duì)心肌細(xì)胞線粒體呼吸鏈相關(guān)蛋白NRF1表達(dá)水平的影響58-59
• 3.3.5.3 NO_2亞慢性暴露對(duì)心肌細(xì)胞線粒體呼吸鏈相關(guān)蛋白TFAM表達(dá)水平的影響59-60
• 3.3.5.4 NO_2亞慢性暴露對(duì)心肌細(xì)胞線粒體融合作用相關(guān)蛋白Mfn1表達(dá)水平的影響60-61
• 3.3.5.5 NO_2亞慢性暴露對(duì)心肌細(xì)胞線粒體融合作用相關(guān)蛋白Mfn2表達(dá)水平的影響61
• 3.4 討論61-63
• 第四章 結(jié)論63-65
• 參考文獻(xiàn)65-73
• 發(fā)表文章目錄73-74
• 致謝74-75
• 個(gè)人簡(jiǎn)況及聯(lián)系方式75-76
• 承諾書(shū)76-77

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 任劍鋒,王增長(zhǎng),牛志卿;大氣中氮氧化物的污染與防治[J];科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì);2003年05期

2 張U，

本文編號(hào)：947740