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目的基于血色病病人体内多器官铁蓄积和锰离子降低的特点,本课题拟从铁锰转运可能存在竞争的角度出发,力争为深入理解离子稳态调控在血色病病程中作用提供新的理论突破口。方法本研究分为急性和亚慢性锰暴露实验。急性实验选取13周龄的雄性Hfe-/-小鼠,随机分为对照组和锰暴露组,分别腹腔注射0.9%生理盐水和400 mg/kg体重的氯化锰,注射后进行表型观察以及取组织检测铁锰代谢相关基因的表达。亚慢性实验选取13周龄的Hfe-/-小鼠,雌雄各半,随机分为雌性、雄性对照组和雌性、雄性锰暴露组,每天分别腹腔注射0.9%生理盐水和40 mg/kg体重的氯化锰,连续注射四周。期间检测小鼠的体重和摄食量。锰暴露结束后,进行血液生化检查,非血红素铁以及锰水平检测,逆转录-聚合酶链反应(reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)检测铁锰代谢相关基因的表达。结果1.与对照组小鼠相比,Hfe-/-小鼠肝脏非血红素铁和血清铁升高(P<0.01),体重无差异,血锰水平有降低的趋势(P>0.05)。2.急性锰暴露实验对照组小鼠精神状态可,进食饮水自由,活动自如。大约于注射后8小时锰暴露组一只小鼠出现死亡,其余小鼠精神状态差,蜷缩不动,毛发蓬松,处于濒死状态。RT-PCR基因表达水平检测结果显示:与对照组相比,锰暴露组小鼠肝脏Zip8表达下调(P<0.01),Zip14和Znt10表达上调(P<0.05),Fpn表达下调,差异有统计学意义(P<0.01)。3.亚慢性锰暴露实验小鼠的一般情况:与对照组相比,雄性锰暴露组小鼠15周和16周体重均较低(P<0.01),雌性锰暴露组小鼠各时间点体重变化没有统计学意义(P>0.05)。锰暴露组小鼠摄食量与同性别对照组之间差异没有统计学意义(P>0.05)。与对照组相比,锰暴露组小鼠的白细胞计数均降低(P<0.01)。雌性小鼠的血小板计数及血小板压积均升高(P<0.01)。4.亚慢性锰暴露实验小鼠的铁指标变化:与对照组相比,雌性锰暴露组小鼠血清铁上升,血清总铁结合力增高(P<0.05)。雄性小鼠两组之间差异没有统计学意义(P>0.05)。与对照组相比,锰暴露组小鼠脑非血红素铁均升高(P<0.05),雌性小鼠肺非血红素铁升高(P<0.05),其余脏器铁水平变化没有统计学意义(P>0.05)。5.亚慢性锰暴露实验小鼠肝脏金属水平变化:与对照组相比,锰暴露组小鼠肝脏锰增加(P<0.05),铁、锌及铜水平变化没有统计学意义(P>0.05)。6.亚慢性锰暴露实验RT-PCR基因表达水平检测结果:与对照组相比,锰暴露组除了雄性小鼠的Zip14表达下调,Hamp表达上调外(P<0.05),其他铁代谢,锰转运相关基因以及雌性组相关基因表达变化没有统计学意义(P>0.05)。结论Hfe-/-小鼠体内铁蓄积,大剂量锰暴露可致死。亚慢性锰暴露没有降低Hfe-/-小鼠组织铁蓄积,但雄性小鼠结果提示肝脏的Zip14可能为锰和铁相互作用的靶点,后续研究会降低锰暴露剂量探索可以降低Hfe-/-小鼠铁蓄积的合适暴露剂量。