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目的本研究通过动物实验探讨氟砷联合染毒及硒干预对大鼠肝脏的毒性效应,从肝功能改变、氧化应激并侧重核因子NF-E2相关因子-抗氧化反应元件(nuclear factor erythroid 2-related factor 2-antioxidant responsive element,Nrf2-ARE)通路相关蛋白角度探讨氟砷联合染毒大鼠肝毒性及硒干预作用对Nrf2-ARE通路的调控机制;并在剂量-效应关系基础上分析氟砷联合肝脏毒性的作用模式;为探寻氟砷联合暴露肝脏毒性的机制及其防治研究提供理论及科学实验依据。方法清洁级SD大鼠78只,随机分为13组,每组6只,雌雄各半。用氟化钠(NaF)、亚砷酸钠(NaAsO2)和亚硒酸钠(Na2Se03)溶于去离子水中灌胃染毒。分别为:对照组、低氟组(5mg/kg)、高氟组(20mg/kg)、低砷组(2.5 mg/kg)、高砷组(10mg/kg)、低氟低砷组、低氟高砷组、高氟低砷组、高氟高砷组、硒干预组(O.1mg/kg)、高氟+硒干预组、高砷+硒干预组、高氟高砷+硒干预组,连续染毒6个月。实验结束后,收集大鼠尿液、血清、肝脏样本,用于检测:①内剂量标志:尿氟(UrinaryFluorine,UF)、尿砷(Urinary Arsenic,UAs);②靶剂量标志:肝氟(Fluorine in Liver,LF)、肝砷(Arsenic in Liver,LAs);③血清肝功能指标:丙氨酸氨基转移酶(Alamine aminotransferase,ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(Aspartate aminotransferase,AST)、总蛋白(Total protein,TP);④肝组织氧化损伤指标:丙二醛(malondialdehyde,MDA)、谷胱甘肽(glutathione,GSH)、髓过氧化物酶(myeloperoxidase,MPO);⑤肝组织Nrf2-ARE通路相关指标:Nrf2、血红素氧化酶-1(hemeoxygenase-1,HO-1)、依赖还原型辅酶/Ⅱ醌氧化还原酶(NAD(P)H:quinineoxidoreductase-1,NQO1)。UF、LF 浓度测定采用氟离子选择电极法,UAs、LAs浓度测定采用氢化物-电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES),奥林巴斯AU400全自动生化分析仪检测血清中ALT、AST、TP,MDA、GSH、MPO、肝组织总蛋白浓度测定按试剂盒说明操作,肝组织Nrf2、HO-1、NQO1蛋白表达采用免疫组织化学技术。结果①光镜检查低氟组和低砷组大鼠肝细胞发生轻度水变性、液化坏死,高氟组、高砷组、低氟低砷组、低氟高砷组、高氟低砷组大鼠肝细胞上述病理改变程度较低氟组和低砷组加重,肝细胞轻度再生,高氟高砷组大鼠肝细胞水变性、液化坏死情况较上述各组进一步加重,轻度脂肪变,轻度再生;硒干预可使上述病变明显减轻。②F、UF、LF与ALT、AST为正相关关系(P<0.05或P<0.01),与TP相关关系不明显(P>0.05),As、UAs、LAs 与 ALT、AST 为正相关关系(P<0.05 或P<0.01),与TP相关关系不明显;ALT、AST随着氟砷剂量的增加而升高(P<0.05或P<0.01),氟砷暴露对TP的影响不明显(P>0.05);ALT在低氟高砷、高氟低砷剂量组分别低于低氟组与高砷组及高氟组与低砷组之和,AST在低氟低砷、高氟低砷剂量组分别低于低氟组与低砷组及高氟组与低砷组之和,差异有统计学意义(P<0.05 或 P<0.01);硒干预可使 ALT、AST 显著降低(P<0.05 或P<0.01),对TP影响不明显(P>0.05)。③F、UF、LF与MDA为正相关关系(P<0.01),与GSH、MPO为负相关关系(P<0.01),As、UAs、LAs与MDA为正相关关系(P<0.01),与GSH、MPO为负相关关系(P<0.01);MDA浓度随氟砷染毒剂量的增加而升高(P<0.01),GSH、MPO浓度随氟砷染毒剂量的增加而降低;MDA在低氟低砷、低氟高砷、高氟高砷剂量组分别低于低氟组与低砷组、低氟组与高砷组及高氟组与高砷组之和,MPO在高氟高砷剂量组低于高氟组与高砷组之和,差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01);硒干预可使MDA显著降低(P<0.01),GSH、MPO 显著增高(P<0.01)。④F、UF、LF 与 Nrf2、HO-1、NQO1 为正相关关系(P<0.01),As、UAs、LAs 与 Nrf2、HO-1、NQO1 为正相关关系(P<0.01);Nrf2、HO-1、NQO1随着氟砷剂量的增加而表达增强(P<0.01);Nrf2在低氟低砷、低氟高砷、高氟高砷剂量组分别低于低氟组与低砷组、低氟组与高砷组及高氟组与高砷组之和,HO-1、NQO1在各氟砷联合染毒剂量组均低于各自氟砷单独染毒剂量组其浓度之和,差异有统计学意义(P<0.01):硒干预可使Nrf2、HO-1、NQO1表达减弱(P<0.01)。结论在本实验条件下:①氟砷可致大鼠肝细胞出现水变性、液化坏死等病理变化,硒干预可拮抗氟砷所致病理变化。②氟、砷均可引起大鼠肝细胞功能异常和氧化损伤;氟砷在低氟高砷、高氟低砷剂量组合下对ALT的影响表现为拮抗作用,在低氟低砷、高氟低砷剂量组合下对AST的影响表现为拮抗作用,在低氟低砷、低氟高砷、高氟高砷剂量组合下对MDA的影响表现为拮抗作用,在高氟高砷剂量组合下对MPO的影响表现为拮抗作用。③氟、砷均可通过诱导大鼠肝脏Nrf2蛋白表达增加而促进Nrf2-ARE通路下游HO-1、NQO1蛋白表达增加,氟砷在低氟低砷、低氟高砷、高氟高砷剂量组合下对Nrf2表达的影响表现为拮抗作用,在低氟低砷、低氟高砷、高氟低砷、高氟高砷剂量组合下对HO-1、NQO1表达的影响均表现为拮抗作用。说明Nrf2-ARE通路参与了氟、砷及氟砷联合所致的大鼠肝脏损伤并在氟砷联合肝脏损伤的复杂作用模式中扮演重要作用。④硒可拮抗氟砷引起的大鼠肝细胞毒性与氧化损伤作用,硒通过拮抗氟、砷及氟砷联合大鼠肝脏Nrf2、HO-1、NQO1蛋白表达而参与Nrf2-ARE通路的负向调控,减轻氟砷对肝脏的毒性作用。