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目的:本研究拟通过建立饮用水锰(Manganese,Mn)暴露小鼠模型,对小鼠体内锰与铁(Iron,Fe)元素的含量以及铁调素调控蛋白表达情况进行探究,结合人源肝细胞系HL-7702锰暴露实验,深入探讨锰暴露对机体铁稳态及铁调节通路的影响。方法:无特定病原体(Specific pathogen free,SPF)级雄性小鼠C57BL/6经适应性饲养后依据体重随机分为4组,分别饮用无添加或含有Mn2+浓度为100 mg/L、200 mg/L和400 mg/L的饮用水32周。暴露期满后乙醚麻醉处死小鼠,收集各部分器官及血液样本。使用电感耦合等离子体质谱仪对小鼠肝脏、心脏、脾脏、十二指肠、红细胞以及粪便中锰与铁元素含量进行检测。使用实时荧光定量聚合酶链式反应(quality Real-Time Polymerase Chain Reaction,qRT-PCR)和Western Blot(WB)技术检测小鼠肝脏中骨形态生成蛋白(Bone morphogenetic protein,BMP)/SMAD信号通路相关基因信使RNA(massage RNA,mRNA)及蛋白表达情况。使用3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐[3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2-H-tetrazoliumbromide,MTT]法计算人源肝细胞系HL-7702锰暴露24小时后细胞存活率并结合WB预实验结果及参考文献以确定最终暴露剂量。最后使用WB技术检测在HL-7702细胞系暴露0、50、100、200μM锰24小时后BMP/SMAD信号通路相关蛋白的表达情况。结果:在本次研究设置的锰暴露剂量和条件下:1、各实验组小鼠自暴露开始至期满32周过程中体重均无统计学差异;2、各暴露组小鼠肝脏、红细胞、粪便锰元素含量均高于对照组(P<0.05),而各实验组小鼠脾脏和十二指肠中锰元素含量未发生改变;3、各暴露组小鼠脾脏铁元素含量均低于对照组(P<0.05),400 mg/L暴露组十二指肠铁元素含量低于对照组(P<0.05),而各实验组小鼠肝脏、红细胞中铁元素含量未发生改变;4、各暴露组小鼠肝脏中BMP 6、SMAD 4蛋白表达水平均低于对照组(P<0.05),铁调素调节蛋白(Hemojuvelin,HJV)表达水平与对照组无差异;但是各暴露组小鼠肝脏中SMAD 4 mRNA和膜铁转运蛋白(Ferroportin,FPN)mRNA表达水平均高于对照组(P<0.05);各暴露组铁调素抗菌肽(Hepcidin antimicrobial peptide,HAMP)mRNA表达水平均低于对照组(P<0.05);5、人源肝细胞系HL-7702在锰暴露24小时后,各暴露组BMP/SMAD信号通路中相关蛋白SMAD 4表达水平均低于对照组(P<0.05),但是HJV、BMP 6蛋白表达水平未发生改变;结论:在本次研究设置的锰暴露剂量和条件下:1、小鼠体重未受到锰暴露影响,但是其铁元素内环境稳态发生改变;2、锰暴露可能通过BMP/SMAD信号通路影响体内铁元素的分布。