硒對鎘暴露大鼠肝、睪丸毒性的劑量選擇性保護作用
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【摘要】:【背景】由于地質(zhì)污染、工礦業(yè)排污和廢舊鎳鎘電池的處置不當(dāng),我國多數(shù)地區(qū)水體和土壤遭受鎘污染,目前已經(jīng)報道的有30余處,涉及全國16個省市自治區(qū)。這些鎘污染區(qū)域的稻米、水產(chǎn)品和飲用水中鎘的含量嚴重超標(biāo),導(dǎo)致鎘污染的暴露人群數(shù)量巨大,鎘暴露導(dǎo)致的骨代謝異常(痛痛病)、腎臟毒性和生殖毒性都嚴重威脅人類的健康,目前還沒有治療鎘暴露導(dǎo)致疾病的有效手段,如何解決鎘暴露對健康的危害已經(jīng)成為刻不容緩的醫(yī)學(xué)難題。目前已對鎘毒性進行了廣泛研究,其中較多研究集中在骨代謝異常,鎘暴露引起的睪丸毒性、肝毒性也有不少報道。但是,鎘致睪丸毒性以及肝毒性的確切機制,仍不清楚。有研究提示,鎘致臟器毒性的機制可能與氧化應(yīng)激損傷相關(guān)。硒是人體的必需微量元素,作為一種自由基清除劑,具有抗氧化和抗衰老功能。硒也是多種含硒蛋白的活性成分,在抗氧化中起著重要作用,除了可能抑制鎘誘導(dǎo)的氧化損傷,硒還可能與鎘直接進行化學(xué)性結(jié)合而降低鎘的毒性。因此探討硒拮抗鎘誘導(dǎo)的抗氧化作用以及劑量效應(yīng)關(guān)系,對于進一步采用人群適量補硒以發(fā)揮對鎘的解毒作用,可能是一條比較理想和可行的途徑!灸康摹垦芯挎k暴露大鼠肝臟、睪丸氧化損傷作用及硒干預(yù)的劑量效應(yīng)關(guān)系,尋找有效的保護劑量,以初步闡明作用機制!痉椒ā恳訠rl-3A(大鼠肝細胞)、Sertoli(大鼠睪丸支持細胞)細胞和SD大鼠為研究對象,實驗分為:陰性對照組、硒對照組、鎘暴露組、硒干預(yù)組。研究鎘造成的肝臟、睪丸氧化損傷,鎘誘導(dǎo)細胞凋亡,硒對鎘毒性的拮抗作用機制。1.動物水平實驗:主要研究鎘毒性及氧化損傷,硒對其拮抗作用的劑量效應(yīng)關(guān)系。采用SD大鼠作為研究對象,通過灌胃氯化鎘誘導(dǎo)大鼠肝臟、睪丸慢性氧化損傷,并同時在硒對照組和硒干預(yù)組灌胃給予亞硒酸鈉處理,陰性對照組只給予生理鹽水。采用免疫熒光研究硒對鎘損傷的肝細胞、睪丸細胞中活性氧(ROS)水平的影響。蛋白免疫印跡法研究硒對鎘誘導(dǎo)肝、睪丸細胞凋亡的保護作用。測定鎘中毒大鼠肝臟、睪丸組織中硒對其氧化損傷的影響。主要的觀察指標(biāo)有大鼠睪丸和肝組織的病理變化,全血中氧化、抗氧化酶活力的變化,Nrf-2等抗氧化分子蛋白表達、細胞凋亡等指標(biāo)的變化。2.細胞水平實驗:主要研究鎘致細胞氧化損傷、適當(dāng)劑量硒對鎘毒性的拮抗機制。在動物實驗研究的基礎(chǔ)上,采用Brl-3A細胞、Sertoli細胞作為研究對象,預(yù)先給細胞硒處理,再給予鎘暴露,以進一步研究硒對鎘損傷的保護作用機制。采用熒光標(biāo)記法測定細胞中ROS的水平,Annexin V/PI法檢測硒對鎘暴露致細胞凋亡的保護作用。采用Mito-SOXTM熒光探針檢測線粒體中ROS的水平以及線粒體膜電位的變化對線粒體的影響。蛋白免疫印跡法,分析細胞中凋亡、氧化還原相關(guān)蛋白,如Bcl-2、Bax、Nrf-2蛋白水平變化。進一步探討硒拮抗鎘毒性的相關(guān)機制。3.綜合分析:將動物實驗和細胞水平實驗進行比對研究,尋找共同點與差異點,以提出初步硒對鎘毒性拮抗的新思路。【結(jié)果】1.動物實驗結(jié)果表明,鎘暴露條件下,大鼠肝、睪丸細胞中ROS水平升高,丙二醛(MDA)水平升高,還原性谷胱甘肽(GSH)水平降低,細胞氧化水平升高。同時,鎘暴露后,大鼠肝、睪丸細胞中Nrf-2及其調(diào)控的抗氧化酶GPx-1、SOD-2和CAT活力及蛋白水平表達降低,表明肝、睪丸細胞抗氧化能力下降,這些結(jié)果說明鎘暴露條件下大鼠的肝臟、睪丸處于明顯的氧化應(yīng)激狀態(tài)。2.在ROS作用下,鎘可以使肝、睪丸組織中促凋亡蛋白Bax水平上調(diào),而抗凋亡蛋白Bcl-2水平下調(diào),導(dǎo)致細胞發(fā)生凋亡。細胞的氧化應(yīng)激與凋亡導(dǎo)致血清中ALT、AST的水平升高,睪酮水平降低,肝功能、睪丸功能嚴重受損。3.細胞實驗結(jié)果表明,鎘暴露誘導(dǎo)ROS水平升高,可以使Brl-3A和Sertoli細胞活力降低,總的凋亡率升高說明鎘暴露誘導(dǎo)細胞凋亡,線粒體膜電位降低表明細胞內(nèi)外的質(zhì)子濃度梯度發(fā)生改變,提示線粒體的氧化損傷可能與鎘誘導(dǎo)細胞凋亡相關(guān)。4.給予硒干預(yù)后,大鼠肝、睪丸細胞中ROS水平降低,MDA水平顯著降低,GSH水平升高;Nrf-2及其調(diào)控的抗氧化酶活力升高,蛋白表達水平升高;Bax水平下調(diào),Bcl-2水平上調(diào);表明硒可有效拮抗鎘誘導(dǎo)的大鼠肝臟、睪丸的氧化損傷,且具有一定的劑量選擇性。5.在Brl-3A、Sertolie細胞中,給予硒預(yù)處理,Brl-3A和Sertoli細胞ROS水平均降低,細胞凋亡率也降低,線粒體膜電位升高,Nrf-2等抗氧化分子蛋白水平升高,表明給予硒預(yù)處理能夠有效抑制細胞中鎘損傷!窘Y(jié)論】1.鎘暴露可導(dǎo)致大鼠肝臟、睪丸細胞凋亡、壞死和氧化應(yīng)激。2.線粒體可能是鎘誘導(dǎo)細胞凋亡的重要靶點,線粒體的氧化損傷在鎘誘導(dǎo)細胞凋亡、壞死中起著關(guān)鍵作用;3.硒可有效抑制鎘誘導(dǎo)的臟器損傷、細胞氧化損傷,但具有一定的劑量范圍和劑量選擇性,即0.1mg Se/kg以下劑量實驗動物模型安全、有效;4.0.2mg Se/kg單純硒灌胃干預(yù)對大鼠是安全的,但用此劑量進行干預(yù)存在肝臟、睪丸細胞損傷加重的風(fēng)險;5.抗氧化應(yīng)激的關(guān)鍵分子Nrf-2參與硒抑制鎘誘導(dǎo)的大鼠肝臟、睪丸損傷。
【關(guān)鍵詞】:鎘中毒 硒 氧化應(yīng)激 凋亡
【學(xué)位授予單位】:第四軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:R114
【目錄】:
- 縮略語表4-6
- 中文摘要6-9
- 英文摘要9-14
- 前言14-15
- 文獻回顧15-23
- 1 環(huán)境中的鎘污染及來源15-16
- 2 鎘暴露導(dǎo)致臟器毒性16-18
- 3 鎘與氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的細胞凋亡18-20
- 4 鎘毒性與抗氧化作用20-23
- 第一部分 硒對鎘致大鼠臟器損傷的保護作用23-47
- 1 實驗材料23-24
- 2 實驗方法24-31
- 3 結(jié)果31-44
- 4 討論44-47
- 第二部分 硒對鎘暴露細胞損傷的保護作用47-63
- 1 實驗材料47-48
- 2 實驗方法48-51
- 3 結(jié)果51-60
- 4 討論60-63
- 小結(jié)63-65
- 參考文獻65-72
- 個人簡歷和研究成果72-73
- 致謝73
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本文關(guān)鍵詞:硒對鎘暴露大鼠肝、睪丸毒性的劑量選擇性保護作用,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號:425238
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