【摘 要】
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铬是地球上储存最丰富的金属元素之一。广泛的工业应用和无节制的工业污染排放使六价铬在成为重要的工业原料的同时也成为了一种极其危险的环境污染物。六价铬具有强烈的致癌性和致畸性,能够导致畜禽多个重要器官发生严重损伤。肝脏是六价铬大量蓄积和发挥毒性作用的主要靶器官。食用含过量六价铬的饲料和饮水以及环境暴露是造成畜禽肝损伤的主要原因,严重威胁动物源性食品安全。因此,研究六价铬暴露诱导肝损伤的潜在作用机制具有
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铬是地球上储存最丰富的金属元素之一。广泛的工业应用和无节制的工业污染排放使六价铬在成为重要的工业原料的同时也成为了一种极其危险的环境污染物。六价铬具有强烈的致癌性和致畸性,能够导致畜禽多个重要器官发生严重损伤。肝脏是六价铬大量蓄积和发挥毒性作用的主要靶器官。食用含过量六价铬的饲料和饮水以及环境暴露是造成畜禽肝损伤的主要原因,严重威胁动物源性食品安全。因此,研究六价铬暴露诱导肝损伤的潜在作用机制具有重要的现实意义和学术价值。蛋白质乙酰化是重要的蛋白质修饰方式,能够调节细胞中大多数蛋白质的结构和功能。蛋白质去乙酰化修饰能够通过去乙酰化关键因子来调控机体炎症、氧化应激和凋亡等生理过程,从而在多种毒物致病过程中起关键作用。在去乙酰化酶家族中,沉默信息调节因子1(Silent information regulator 1,Sirt1)是研究最为广泛且最具有代表性的成员。白藜芦醇(Resveratrol,Res)是一种天然多酚类植物,并具有抗氧化、抗炎、金属螯合性等多种生物活性,此外,Res是Sirt1经典的天然激活剂。但是,Sirt1去乙酰化作用在六价铬暴露致肝损伤作用中的机制尚不明确。本研究旨在探究Res诱导的Sirt1去乙酰化在六价铬暴露致肝损伤作用中的潜在机制。本研究通过对6-8周龄的健康雄性Wistar大鼠进行重铬酸钾(Potassium dichromate,K2Cr2O7)给药构建肝损伤模型,并使用Res作为Sirt1的特异性激活剂来进一步验证Sirt1去乙酰化与K2Cr2O7诱导的肝损伤之间的关系:35只大鼠经预饲养一周后随机分配为5组(n=7):空白对照组(Control组)、K2Cr2O7低、中、高剂量组和K2Cr2O7+Res组。对照组大鼠每天腹腔注射生理盐水,K2Cr2O7低、中、高剂量组大鼠每天腹腔注射2、4和6 mg/kg体重的K2Cr2O7,同时,K2Cr2O7+Res组的大鼠每天腹腔注射4 mg/kg体重的K2Cr2O7并灌胃100 mg/kg体重的Res。连续给药35天后,收集每组血液样品进行血清肝功能指标检测以及彗星试验。收集每组肝脏组织样品,通过苏木精-伊红染色、透射电镜(Transmission electron microscopy,TEM)、氧化应激水平检测、原位末端转移酶标记法(Terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated d UTP nick end labeling,TUNEL)、免疫共沉淀、免疫印迹法(Western blot)以及实时荧光定量PCR(Quantitative real-time PCR,q PCR)等方法进行检测。研究结果:K2Cr2O7低、中、高剂量组与对照组相比,(1)肝功能指标检测的结果表明谷丙转氨酶和谷草转氨酶活性显著升高。(2)组织病理学分析结果表明,K2Cr2O7慢性暴露诱导大鼠肝脏损伤。(3)TEM的结果表明,K2Cr2O7慢性暴露诱导肝脏线粒体损伤。(4)氧化应激指标检测结果显示,K2Cr2O7诱导肝脏氧化应激。(5)TUNEL检测结果显示,K2Cr2O7诱导肝细胞过度凋亡。(6)彗星试验结果分析表明K2Cr2O7诱导DNA损伤。以上结果揭示K2Cr2O7可诱导大鼠肝脏损伤,且呈剂量依赖性,而在K2Cr2O7+Res组中,上述变化均明显减轻(p<0.05),据此判定Sirt1激活剂Res能够明显缓解K2Cr2O7诱导的肝脏损伤。q PCR和western blot分别检测关键基因的m RNA和蛋白表达水平。结果表明,与Control组相比,K2Cr2O7组肝脏Sirt1表达下降,乙酰化-核因子E2相关因子2(Acetylated-Nuclear factor erythroid 2-related factor 2,ac-Nrf2)、乙酰化-叉头框转录因子3(Acetylated-forkhead transcription factor of O3,ac-FOXO3)和乙酰化-核因子κB(Acetylated-Nuclear factor-κB,ac-NF-κB)表达升高,但经Sirt1特异性激活剂Res处理后,Sirt1去乙酰化作用增强,上述现象得到了显著逆转。综上所述,Res通过诱导Sirt1去乙酰化下游Nrf2、FOXO3以及NF-κB来缓解六价铬诱导的大鼠肝损伤。本研究提高了公众对六价铬肝毒性的认识,并对防治畜禽铬中毒以及保障畜牧业健康养殖具有重要意义。
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