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目的:钼是机体所必须的微量金属元素,随着人类金属工业与高新科技产业的高速发展,现代社会对钼的需求日益上涨,钼矿资源被过度开采,导致了钼在环境中的蓄积,并通过富集和生物放大作用危害人与动物的正常生命活动。脾脏是机体的免疫应答中心,参与机体免疫功能,维持机体的健康,为探究钼对大鼠脾脏组织氧化损伤及细胞凋亡的影响机制,本研究通过对大鼠生长状况、脾脏的脏器指数、组织结构、检测细胞凋亡率、氧化应激指标的观察和测定以及对脾脏组织cAMP/PKA信号通路影响的研究,为钼中毒导致的免疫系统损伤机理提供基础的理论依据。
方法:随机将80只3周龄清洁级Wista r大鼠分为4组,向饮用水中添加梯度钼,浓度分别为0、200、500、800mg/L,整个试验为期42d,期间保证大鼠自由采食和饮水,定时观察并记录大鼠的生长状况和体重变化,剖杀并采集脾脏组织,记录脾脏绝对重量;制作石蜡切片HE染色观察脾脏的形态结构;利用Tunel法检测细胞凋亡率;比色法测定脾脏组织SOD、CAT和LDH活性及MDA含量;RT-PCR和Western-blotting测定cAMP/PKA信号通路上相关目的基因的mRNA和蛋白表达情况。
结果:1.与对照组相比,Mo200组大鼠的生长发育状况无明显异常,而Mo500和Mo800组则出现明显的体重增长迟缓,运动量下降,精神不佳且被毛杂乱无光泽等情况,脾脏绝对质量显著下降(P<0.05或P<0.01),但各加钼组的脾脏的脏器指数均与对照组组无明显差异(P>0.05),仅Mo800组在第42d时,相较于对照组明显下降。
2.Mo200组大鼠脾脏相较于对照组无明显的病理性损伤,但细胞凋亡率显著上升(P<0.05),Mo500和Mo800组则表现出白髓范围缩小,髓质区淀粉样物质沉积,脾小体萎缩并减少,边缘区淋巴细胞排列略疏松,红髓发生充血现象等,且细胞凋亡率极显著升高(P<0.01)。
3.脾脏组织氧化损伤结果显示,与对照组相比,Mo500和Mo800组SOD和CAT活性均极显著下降(P<0.01),Mo200组SOD和CAT活性则分别在试验的第28d和42d出现显著下降(P<0.05);Mo500和Mo800组相较于对照组组在MDA含量和LDH活性均极显著升高(P<0.05或P<0.01),Mo200组LDH活性在第28d出现显著上升(P<0.05),第42d时升高极显著(P<0.01),MDA含量则在第42d出现极显著升高(P<0.01)。
4.脾脏组织cAMP/PKA信号通路上目的基因RT-PCR结果显示,与对照组相比,加钼组PKA、Bax和Caspase3基因的mRNA表达量明显上调(P<0.05或P<0.01);Mo200和Mo500组NF-κB、Bcl-2和Survivin基因的mRNA表达量显著下降(P<0.05或P<0.01);Mo800组NF-κB和Survivin基因得mRNA表达量出现极显著的下降(P<0.01);Bcl-2基因mRN A表达量略低,但与对照组相比无显著性差异(P>0.05)。目的基因的蛋白WB结果显示,与对照组相比,加钼组中PKA、Bax和Cleaved-Caspase3蛋白表达量均出现了显著的上升(P<0.05或P<0.01),NF-κB、Bcl-2和Survivin蛋白表达量则明显下降(P<0.05或P<0.01);Mo200和Mo500组Pro-Caspase3蛋白表达量相较于对照组无明显的变化(P>0.05),而Mo500组Pro-Caspase3蛋白表达量则显著降低(P<0.05)。
结论:一定剂量的钼可导致大鼠生长发育受阻,脾脏组织出现病理学损伤并加剧了组织的氧化损伤,并可通过激活脾脏cAMP/PK A信号通路,调控NF-κB及其下游相关基因mRN A和蛋白表达诱导大鼠脾脏组织细胞凋亡。
方法:随机将80只3周龄清洁级Wista r大鼠分为4组,向饮用水中添加梯度钼,浓度分别为0、200、500、800mg/L,整个试验为期42d,期间保证大鼠自由采食和饮水,定时观察并记录大鼠的生长状况和体重变化,剖杀并采集脾脏组织,记录脾脏绝对重量;制作石蜡切片HE染色观察脾脏的形态结构;利用Tunel法检测细胞凋亡率;比色法测定脾脏组织SOD、CAT和LDH活性及MDA含量;RT-PCR和Western-blotting测定cAMP/PKA信号通路上相关目的基因的mRNA和蛋白表达情况。
结果:1.与对照组相比,Mo200组大鼠的生长发育状况无明显异常,而Mo500和Mo800组则出现明显的体重增长迟缓,运动量下降,精神不佳且被毛杂乱无光泽等情况,脾脏绝对质量显著下降(P<0.05或P<0.01),但各加钼组的脾脏的脏器指数均与对照组组无明显差异(P>0.05),仅Mo800组在第42d时,相较于对照组明显下降。
2.Mo200组大鼠脾脏相较于对照组无明显的病理性损伤,但细胞凋亡率显著上升(P<0.05),Mo500和Mo800组则表现出白髓范围缩小,髓质区淀粉样物质沉积,脾小体萎缩并减少,边缘区淋巴细胞排列略疏松,红髓发生充血现象等,且细胞凋亡率极显著升高(P<0.01)。
3.脾脏组织氧化损伤结果显示,与对照组相比,Mo500和Mo800组SOD和CAT活性均极显著下降(P<0.01),Mo200组SOD和CAT活性则分别在试验的第28d和42d出现显著下降(P<0.05);Mo500和Mo800组相较于对照组组在MDA含量和LDH活性均极显著升高(P<0.05或P<0.01),Mo200组LDH活性在第28d出现显著上升(P<0.05),第42d时升高极显著(P<0.01),MDA含量则在第42d出现极显著升高(P<0.01)。
4.脾脏组织cAMP/PKA信号通路上目的基因RT-PCR结果显示,与对照组相比,加钼组PKA、Bax和Caspase3基因的mRNA表达量明显上调(P<0.05或P<0.01);Mo200和Mo500组NF-κB、Bcl-2和Survivin基因的mRNA表达量显著下降(P<0.05或P<0.01);Mo800组NF-κB和Survivin基因得mRNA表达量出现极显著的下降(P<0.01);Bcl-2基因mRN A表达量略低,但与对照组相比无显著性差异(P>0.05)。目的基因的蛋白WB结果显示,与对照组相比,加钼组中PKA、Bax和Cleaved-Caspase3蛋白表达量均出现了显著的上升(P<0.05或P<0.01),NF-κB、Bcl-2和Survivin蛋白表达量则明显下降(P<0.05或P<0.01);Mo200和Mo500组Pro-Caspase3蛋白表达量相较于对照组无明显的变化(P>0.05),而Mo500组Pro-Caspase3蛋白表达量则显著降低(P<0.05)。
结论:一定剂量的钼可导致大鼠生长发育受阻,脾脏组织出现病理学损伤并加剧了组织的氧化损伤,并可通过激活脾脏cAMP/PK A信号通路,调控NF-κB及其下游相关基因mRN A和蛋白表达诱导大鼠脾脏组织细胞凋亡。