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硼是动物机体生长发育的必须微量元素,在机体中参与了多项生理活动。硼的主要吸收形式是无机盐,无机硼酸盐主要通过胃肠道、呼吸道和破损皮肤吸收。呼吸系统与外界相通因而很容易受到外来刺激物的损伤。雏鸵鸟的肺组织尚未发育完善,易受到外界病原攻击,是呼吸系统疾病的易感动物,雏鸵鸟有着高的患病率和死亡率。目前关于硼对机体诸多生理功能的研究已相继报道,尤其是硼对骨、脑和免疫器官等的作用,含硼化合物对癌症的治疗等,而有关硼对呼吸系统的作用尚未报道。为了探明雏鸵鸟呼吸系统对硼的耐受程度,本研究以肺为研究对象,通过饮水添加不同浓度的硼酸,探明硼对非洲雏鸵鸟肺纤维化的影响。刚出壳的1 d鸵鸟,随机分为6组,分别在饮水中添加浓度为0 mg/L(A组)、40 mg/L(B组)、80 mg/L(C组)、160 mg/L(D组)、320 mg/L(E组)、640 mg/L(F组)的硼酸,饲养至90 d取肺组织进行石蜡切片,HE和MASSON染色,SOD、MDA、GSH测定,TUNEL技术和实时荧光定量PCR等方法,探讨不同浓度饮水硼对非洲雏鸵鸟肺纤维化的影响。具体研究内容如下:1硼对雏鸵鸟肺组织形态结构的影响通过HE染色对雏鸵鸟肺组织形态结构变化作初步评估,并对肺组织病理变化进行标准量化分析。结果显示,与对照组相较,硼剂量低于160 mg/L时,肺组织结构清晰,发育良好,硼剂量高于320 mg/L时,肺组织形态结构出现病变,异嗜性粒细胞显著增多,血管内有淋巴细胞,出现炎症反应,细胞间质增厚,疑似肺纤维化,细胞核有碎裂现象,疑似细胞凋亡。2硼对雏鸵鸟血清抗氧化能力的影响使用SOD、MDA和GSH试剂盒测定雏鸵鸟血清的SOD活性,GSH和MDA含量。结果显示:与对照组相比,血清SOD活性在硼剂量低于160 mg/L时升高,且在硼剂量为80 mg/L时有显著差异性(P<0.05),在硼剂量高于320 mg/L时降低,且在硼剂量为640 mg/L时有显著差异性(P<0.05);血清GSH含量在硼剂量低于160mg/L时升高,且在硼剂量为80 mg/L时差异显著(P<0.05),在硼剂量高于320 mg/L时显著降低(P<0.05);血清MDA含量在硼剂量低于160 mg/L时降低,但差异不显著(P>0.05),在硼剂量高于320 mg/L时升高,且在硼剂量为640 mg/L时有显著差异(P<0.05)。综上所述,硼剂量低于160 mg/L时,可提高雏鸵鸟血清SOD活性和GSH含量,降低血清MDA含量,提高机体抗氧化能力;硼剂量高于320 mg/L时,可降低鸵鸟血清SOD活性和GSH含量,提高血清MDA含量,降低机体抗氧化能力。3硼对雏鸵鸟肺组织炎症反应的影响通过HE染色结果可知,硼剂量高于320 mg/L时雏鸵鸟肺组织异嗜性粒细胞增多,有炎症反应。为验证该结果,本试验通过荧光定量PCR技术对肺组织IL-1β、IL-6、IL-10 m RNA表达水平进行相对定量。与对照组相比,IL-1βm RNA表达水平在硼剂量为40-80 mg/L时降低,但差异不显著,在160 mg/L时显著升高(P<0.05),在320-640 mg/L时升高极显著(P<0.01);IL-6 m RNA表达水平在硼剂量为40-80mg/L时降低,但是降低不显著,在160 mg/L时升高,且升高不显著,在320-640 mg/L时升高极显著(P<0.01);IL-10 m RNA表达水平一直在升高,在40 mg/L时变化不显著,在80-160 mg/L时显著升高(P<0.05),在320-640 mg/L时升高极显著(P<0.01)。由此可见硼剂量低于160 mg/L时可抑制细胞炎症反应;当硼剂量高于320 mg/L时,IL-1β、IL-6、IL-10 m RNA表达水平均显著升高(P<0.01),在促炎因子IL-1β、IL-6引起炎症反应时,抗炎因子IL-10也随着增多以抑制过度炎症反应,这是高剂量硼酸引起炎症反应的结果。由此得出硼剂量为40-160 mg/L时可抑制炎症反应,硼剂量为320-640 mg/L时可促进炎症反应。4硼对雏鸵鸟肺组织细胞凋亡的影响已知HE染色在高倍显微镜(1000×)下观察到,硼剂量高于320 mg/L时,肺组织细胞核有碎裂现象,疑似细胞凋亡。为应证该结论,采用TUNEL技术,荧光显微镜成像发现,硼剂量低于160 mg/L时显著抑制细胞凋亡,硼剂量高于320 mg/L时促进细胞凋亡。运用荧光定量PCR技术对caspase-3 m RNA表达水平进行相对定量测定,与对照组相比,硼剂量低于160 mg/L时caspase-3 m RNA表达水平显著降低(P<0.05),硼剂量高于320 mg/L时caspase-3 m RNA表达水平显著增加(P<0.05)。5硼对雏鸵鸟肺纤维化的影响利用MASSON染色标记胶原纤维,并进行IOD值统计分析。结果发现,硼剂量高于320 mg/L时肺组织胶原纤维明显增加。本试验以细胞外基质和上皮间质转化为肺纤维化的直接评定指标,为探明该现象,本试验通过荧光定量PCR技术对ECM、E-Cadherin、a-SMA和Vimentin m RNA表达水平进行相对定量。随着硼剂量的增加,ECM、a-SMA和Vimentin m RNA表达水平呈上升趋势,E-Cadherin m RNA表达水平呈下降趋势。通过以上指标验证,得出硼剂量低于160 mg/L时对肺纤维化的作用不明显(P>0.05),硼剂量高于320 mg/L时能显著促进肺纤维化(P<0.05)的结论。综合以上试验结果,得出硼剂量低于160 mg/L时可提高血清抗氧化能力,抑制肺组织发生炎症反应和细胞凋亡,进而降低肺纤维化的发生;硼剂量高于320 mg/L时可损伤血清抗氧化能力,促进肺组织炎性损伤和细胞凋亡,并增加肺纤维化的发生发展。