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目的:通过检测染氟大鼠软骨组织中自噬相关因子Beclin1、LC3、p62及凋亡通路中Bcl-2的表达水平变化及氟致大鼠原代软骨细胞中自噬相关因子中Beclin1、LC3蛋白及mRNA的表达情况,探讨自噬在慢性氟中毒大鼠软骨损伤中的作用。方法:1、选用36只SD大鼠,自由饮用自来水,随机分成3组:对照组(水氟浓度<1 mg/L)、低氟组(水氟浓度为5 mg/L)、高氟组(水氟浓度为50 mg/L)每组各12只,实验6个月后,成功建立氟中毒的模型,观察大鼠氟斑牙情况,氟离子电极法测定尿氟含量及灰化-氟离子选择电极法测骨氟含量;光镜下观察软骨组织病理变化,免疫组织化学法(IHC)和蛋白印迹(Western blot)法检测软骨组织中Beclin1、LC3、p62、Bcl-2蛋白表达情况。2、采用甲苯胺蓝鉴定SD大鼠原代软骨细胞后,分为对照组(氟浓度0mg/L)及不同浓度氟处理组(氟浓度分别为5、10、20、40mg/L)培养48h后噻唑蓝检测细胞增殖情况,Wb及逆转录PCR法检测各组细胞中Beclin1、LC3因子的蛋白及其mRNA表达情况,激光共聚焦显微镜下观察Beclin1、LC3在内质网上的表达水平。结果:1、与对照组相比较,染氟组大鼠均出现不同程度的氟斑牙;低氟组及高氟组尿氟(2.72±0.11、4.43±0.14)、低氟组及高氟组骨氟含量(237.67±8.33、270.25±9.83)与对照组尿氟(1.83±0.10)、骨氟(182.58±12.02)相比逐渐升高,差异有统计学意义(P<0.05);2、HE结果显示:与对照组比较,低氟组、高氟组软骨细胞柱明显变细且排列紊乱。3、免疫组化结果显示:低氟组、高氟组大鼠软骨组织中Beclin1、LC3、p62、Bcl-2蛋白表达分别是:Beclin1蛋白(67.75±8.67,85.75±12.29)、LC3蛋白(68.17±12.18,86.58±11.07)与对照组Beclin1蛋白(52.92±8.63)、LC3蛋白(50.92±9.36)相比表达升高;与对照组p62蛋白(71.42±8.72)、Bcl-2蛋白(101.58±6.73)相比,低氟组、高氟组的p62蛋白(55.92±8.22,39.58±7.07)和Bcl-2蛋白(78.00±6.22,59.17±5.25)表达降低(P<0.05)。4、Wb结果显示,与对照组Beclin1蛋白(0.40±0.08)和LC3蛋白(0.42±0.06)相比,低氟组Beclin1蛋白(0.50±0.06)和高氟组Beclin1蛋白(0.63±0.06)以及低氟组LC3蛋白(0.56±0.08)和高氟组LC3蛋白(0.74±0.08)的表达明显升高;与对照组p62蛋白(0.79±0.09)和Bcl-2蛋白(1.15±0.10)相比,p62蛋白在低氟组、高氟组分别为(0.59±0.06,0.27±0.03),Bcl-2蛋白在低氟组、高氟组分别(0.61±0.08,0.37±0.07)(P<0.05)。5、提取并鉴定原代软骨细胞后,MTT结果显示:在24h、48h、72h各时间段,软骨细胞增殖率在5 mg/L染氟组细胞为(1.15±0.07、1.19±0.04、1.07±0.22)、10mg/L染氟组细胞为(1.16±0.13、1.22±0.06、1.07±0.18),与对照组(1.02±0.04、1.01±0.11、1.00±0.05)比较,以48h和72h升高为明显,差异有统计学意义(P<0.05)。而5 mg/L、10mg/L染氟组细胞两两相比,细胞增殖率在各时间段增殖无明显变化,差异无统计学意义(P>0.05)。6、培养48 h后在染氟组(10mg/L、20mg/L、40mg/L)中,Beclin1蛋白分别为(0.64±0.10、0.77±0.14、1.88±0.21)、LC3蛋白分别为(0.72±0.11、1.36±0.19、2.02±0.26)及Beclin1mRNA分别为(0.52±0.05、0.67±0.12、0.99±0.13);LC3mRNA分别为(0.72±0.12、0.94±0.07、1.19±0.13),表达均高于对照组Beclin1蛋白(0.32±0.10)、LC3蛋白(0.43±0.07)及Beclin1、LC3mRNA[(0.22±0.03);(0.33±0.06)](P<0.05)。7、激光共聚焦显微镜观察发现,培养48 h后,染氟组(10mg/L、20mg/L、40mg/L)软骨细胞内质网上Beclin1蛋白表达分别为(238.33±16.01、350.67±27.39、455.67±29.54)和LC3蛋白表达分别为(440.67±36.07、439.33±35.02、499.67±24.17),与对照组Beclin1蛋白(185.67±20.82)和LC3蛋白(217.67±25.01)相比,差异有统计学意义(P<0.05)。10、20、40mg/L的染氟组细胞内质网的积分光密度分别为(267.93±24.10;275.13±26.66;293.17±25.43),与对照组细胞内质网的积分光密度(273.40±26.42)比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论:过量氟引起大鼠软骨组织中自噬和凋亡相关因子Beclin1、LC3、p62、Bcl-2蛋白表达异常;在不同浓度氟促进大鼠软骨细胞增殖及凋亡,同时可能通过内质网应激,激活自噬相关因子,引起氟致大鼠软骨细胞中内质网功能异常,可能是造成慢性氟中毒大鼠关节软骨损害的发生机制之一。