【摘要】：目的鎘作為重要的生產(chǎn)性毒物和環(huán)境污染物,其毒理學(xué)機(jī)制尚未充分闡明。有研究表明,Nrf2信號(hào)因子作為細(xì)胞抗氧化應(yīng)激的中樞調(diào)節(jié)者,其受內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)因子PERK直接作用而被激活,從而啟動(dòng)Nrf2信號(hào)通路介導(dǎo)的抗氧化機(jī)制。另有研究指出,被活化的Nrf2可反饋性減輕內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)水平。然而,結(jié)合內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和氧化應(yīng)激,在動(dòng)物水平上研究鎘毒性作用過(guò)程中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與Nrf2信號(hào)通路的相互作用機(jī)制,目前,尚未見(jiàn)報(bào)道。因此,本研究擬從體內(nèi)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(guò)程中對(duì)氧化應(yīng)激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和Nrf2信號(hào)通路的影響。并進(jìn)一步通過(guò)上調(diào)和下調(diào)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激水平,以探討內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激對(duì)Nrf2信號(hào)通路的調(diào)控作用。通過(guò)誘導(dǎo)和抑制Nrf2信號(hào)因子的表達(dá)以探討Nrf2對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的反饋調(diào)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(jī)分為20組,每組6只。第1組:空白對(duì)照組;第2-4組:氯化鎘低、中、高劑量組;第5組:桿菌肽試劑對(duì)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(duì)照組;第10-12組:TUDCA+氯化鎘低、中、高劑量組;第13組:tBHQ試劑對(duì)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(duì)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(yù)及染毒,一次性染毒48h后處死動(dòng)物,解剖取出大鼠腎臟、卵巢和睪丸以測(cè)定超氧化物歧化酶(SOD)活力、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-Px)活力、脂質(zhì)過(guò)氧化物丙二醛(MDA)含量,并用RT-PCR和Western blot法測(cè)定ERS相關(guān)因子和Nrf2信號(hào)通路相關(guān)因子的mRNA和蛋白表達(dá)水平。結(jié)果1.氧化應(yīng)激結(jié)果:經(jīng)過(guò)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(zhì)過(guò)氧化的中間產(chǎn)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(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激結(jié)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(dá)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(dá)均有上調(diào)(P0.05),尤其在高劑量下上調(diào)明顯。3.Nrf2信號(hào)通路結(jié)果:在10μmol/kg染毒劑量條件下,大鼠腎臟Nrf2基因和蛋白均表達(dá)均有顯著上升(P0.05),下游Ⅱ相解毒酶GST-P1、GCLC mRNA表達(dá)也有一定程度的上調(diào)(P0.05)。在鎘高染毒劑量(20μmol/kg)下,Nrf2蛋白表達(dá)水平顯著降低(P0.05)。鎘在10、20μmol/kg劑量下也可顯著上調(diào)睪丸和卵巢Nrf2信號(hào)因子mRNA和蛋白的表達(dá)(P0.05)。而在10、20μmol/kg劑量下,大鼠睪丸GCLC和GST-P1基因表達(dá)均有顯著上調(diào)(P0.05),而大鼠卵巢GCLC和GST-P1在高劑量下(20μmol/kg)雖有上調(diào),但在5和10μmol/kg劑量下大鼠卵巢GST-P1和GCLC的基因表達(dá)分別出現(xiàn)顯著的下降(P0.05)。4.ERS水平上調(diào)和下調(diào)后對(duì)Nrf2信號(hào)因子的調(diào)控作用結(jié)果:在20μmol/kg劑量條件下,桿菌肽處理組大鼠腎臟PERK蛋白表達(dá)水平顯著高于同劑量鎘單獨(dú)染毒組(P0.05),在此劑量下,桿菌肽處理組大鼠腎臟Nrf2 mRNA表達(dá)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(dá)顯著低于同劑量鎘單獨(dú)染毒組(P0.05),但是,在此劑量條件下,Nrf2 mRNA表達(dá)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(dú)染毒組比較,大鼠睪丸和卵巢Bip mRNA、PERK mRNA、PERK蛋白表達(dá)水平均顯著升高(P0.05),在此劑量下大鼠睪丸和卵巢Nrf2mRNA表達(dá)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(dá)水平與同劑量鎘單獨(dú)染毒組比較均顯著下降(P0.05)。5.Nrf2信號(hào)因子上調(diào)和下調(diào)后對(duì)鎘致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的反饋調(diào)節(jié)作用結(jié)果:在20μmol/kg劑量條件下,tBHQ處理組大鼠腎臟Nrf2蛋白表達(dá)水平與同劑量鎘單獨(dú)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(dá)水平與同劑量鎘單獨(dú)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(dá)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(dá)水平與同劑量鎘單獨(dú)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(dá)水平與同劑量鎘單獨(dú)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(dá)水平均顯著下降(P0.05)。與同劑量鎘單獨(dú)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(dá)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(dá)水平與同劑量鎘單獨(dú)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(dá)水平同樣出現(xiàn)了明顯下降(P0.05)。結(jié)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(hào)因子,上調(diào)Ⅱ相解毒酶的表達(dá),啟動(dòng)Nrf2介導(dǎo)的抗氧化機(jī)制。2.在鎘毒性作用下,大鼠腎臟、睪丸和卵巢ERS相關(guān)因子PERK的表達(dá)與Nrf2信號(hào)因子的表達(dá)存在正相關(guān)關(guān)系,其中大鼠腎臟PERK與Nrf2信號(hào)因子的正相關(guān)關(guān)系尤為明顯。3.在本實(shí)驗(yàn)條件下,大鼠睪丸和卵巢對(duì)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(guò)程中,鎘所致大鼠腎臟ERS對(duì)Nrf2信號(hào)因子有正向調(diào)控作用,但ERS水平的下降并不能明顯抑制Nrf2信號(hào)因子活性。Nrf2表達(dá)的上調(diào)可一定程度地減輕ERS水平,但Nrf2活性被抑制后并不會(huì)反饋性引起ERS水平的增強(qiáng)。5.鎘致大鼠睪丸和卵巢ERS對(duì)Nrf2信號(hào)因子正向調(diào)控作用不明顯,但ERS水平的下降均可明顯抑制Nrf2信號(hào)因子活性。當(dāng)Nrf2的表達(dá)增強(qiáng)后,大鼠卵巢ERS水平得以減輕,大鼠睪丸此作用不明顯。而當(dāng)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(qiáng),大鼠卵巢此作用不明顯。
【學(xué)位授予單位】：廣東藥科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：R114
【圖文】：

廣東藥科大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文表 2-1 鎘對(duì)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(xué)碩士研究生學(xué)位論文表 2-2 鎘對(duì)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(duì)大鼠睪丸氧化應(yīng)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(xiàn)】

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本文編號(hào)：2745015