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肝脏作为哺乳动物机体最大的消化器官，有解毒、消化、代谢、分泌和免疫等功能，对机体的新陈代谢起重要作用。研究证实，长期摄入过量的氟可造成肝脏严重损伤，诱发肝功能紊乱，严重威胁着人和动物的健康。为探讨氟损伤肝细胞的分子机制，本研究通过向小鼠饮水中添加不同剂量的氟化钠（以氟离子[F-]计：0mg/L、25mg/L、50mg/L和100mg/L）建立氟暴露动物模型，分别为对照组、氟25组、氟50组和氟100组。氟处理70天之后，采集小鼠血液及肝脏组织，利用HE染色、透射电镜、qRT-PCR和Western blot等技术，从血清学、组织病理形态学、分子生物学等角度，研究氟致小鼠肝细胞线粒体分裂和融合紊乱分子机制。具体实验结果如下：
1.氟对小鼠肝功能的影响
通过检测小鼠血清中肝功能指标发现，与对照组相比，氟50和氟100组各项肝功能指标均显著上升（P＜0.01），特别是在添加100mg/L F-组，损伤更加明显，血清T-bil、ALT、AST、ALP、和γ-GT分别升高了24.54%（P＜0.01）、47.93%（P＜0.01）、51.06%（P＜0.01）、38.66%（P＜0.01）和87.67%（P＜0.01）。同时，发现添加25mg/L F-时，血清中ALT、AST和ALP分别升高了15.04%（P＜0.05）、8.22%（P＜0.05）和6.97%（P＜0.05）。这些结果表明过量摄入氟化物可以诱发小鼠肝功能异常。
2.氟对小鼠肝组织形态结构的影响
HE染色结果显示，加氟组小鼠肝细胞变形、排列紊乱，部分细胞核浓缩或消失。特别是在氟100组中，氟对肝组织的损伤尤为严重。透射电镜下可见，氟处理组小鼠肝细胞间隙模糊、细胞核浓缩、常染色质减少及核膜断裂；线粒体损伤也尤为严重，表现为脊溶解断裂，甚至空泡化。添加100mg/L F-时，肝细胞损伤最为严重，呈明显的剂量依赖性。这些结果表明，过量氟摄入不仅会严重破坏肝组织和细胞的形态结构，而且会损伤肝细胞的超微结构。
3.氟对小鼠肝细胞线粒体分裂的影响
透射电镜下线粒体形态计量学分析表明，氟25和氟50组线粒体数量与对照组相比分别增加了18.18%（P＜0.01）和39.39%（P＜0.01）；氟100组与对照组相比线粒体的长度和宽度分别缩短了36.13%（P＜0.01）和28.15%（P＜0.01）；此外还发现随着氟化物剂量的增加，线粒体的最大长宽比减小，空泡化面积扩大。这表明氟暴露改变了肝细胞线粒体形态结构，出现明显的分裂迹象。
qRT-PCR检测发现，随着氟剂量的增加，肝细胞Drp1、Mff、Fis1、MiD49、MiD51和Dyn2的mRNA表达水平均显著上调（P＜0.01），尤其在氟100组上调最为显著。同时，Western blot结果显示，氟25组小鼠肝组织中Drp1、Fis1和MiD49的蛋白表达水平分别上调了11.56%（P＜0.01）、7.56%（P＜0.01）和3.50%（P＜0.05）。氟50和氟100组，Drp1/Mff信号通路相关蛋白的表达水平上升更加明显（P＜0.05或P＜0.01）。上述结果表明，氟通过干扰Drp1/Mff信号通路相关分子表达，引起线粒体分裂异常，进而导致线粒体结构损伤和数目增加。
4.氟对小鼠肝细胞线粒体融合和呼吸链的影响
在氟50和氟100组，小鼠肝组织中线粒体融合基因Mfn1和OPA1及线粒体呼吸链复合物SDHA和CYC1的mRNA表达水平显著升高（P＜0.05或P＜0.01），然而NDUFV2和COXⅣ的mRNA表达水平显著下降（P＜0.05或P＜0.01）。Western blot结果表明，氟50和氟100组中线粒体融合蛋白Mfn1和OPA1的蛋白表达水平显著上调（P＜0.01），尤其是氟100组，CYC1和SDHA的表达水平分别上调了42.00%（P＜0.01）和36.67%（P＜0.01）。然而，氟处理显著降低了线粒体呼吸链复合物DNUFV2和COXⅣ的蛋白表达水平，尤其在氟100组下调最为明显（P＜0.01）。伴随着线粒体呼吸链的损伤，肝组织ATP含量也显著降低。这表明氟暴露能干扰肝细胞线粒体呼吸链复合体和线粒体融合相关分子的表达，引起线粒体呼吸链受损和线粒体融合障碍。
5.氟对小鼠肝细胞凋亡的影响
BrdU实验和TUNEL染色结果表明，氟暴露抑制了肝细胞的增殖，同时肝细胞的DNA严重损伤，出现凋亡迹象。进一步利用qRT-PCR技术，检测线粒体介导的细胞凋亡通路相关基因，发现在加氟组中Cyt c、Caspase9和Caspase3的mRNA表达水平显著增加（P＜0.01）。以上结果表明氟通过线粒体介导的细胞凋亡途径诱发肝细胞凋亡，降低肝细胞增殖能力。
综上所述，本研究以线粒体为切入点，从组织形态结构、细胞损伤和基因表达等角度，研究了氟致小鼠肝细胞线粒体分裂和融合紊乱分子机制。研究发现过量氟通过诱导线粒体分裂、融合障碍和线粒体呼吸链损伤，引起线粒体结构受损和功能紊乱，加速了肝细胞凋亡，为研究氟诱发肝损伤提供理论依据。
1.氟对小鼠肝功能的影响
通过检测小鼠血清中肝功能指标发现，与对照组相比，氟50和氟100组各项肝功能指标均显著上升（P＜0.01），特别是在添加100mg/L F-组，损伤更加明显，血清T-bil、ALT、AST、ALP、和γ-GT分别升高了24.54%（P＜0.01）、47.93%（P＜0.01）、51.06%（P＜0.01）、38.66%（P＜0.01）和87.67%（P＜0.01）。同时，发现添加25mg/L F-时，血清中ALT、AST和ALP分别升高了15.04%（P＜0.05）、8.22%（P＜0.05）和6.97%（P＜0.05）。这些结果表明过量摄入氟化物可以诱发小鼠肝功能异常。
2.氟对小鼠肝组织形态结构的影响
HE染色结果显示，加氟组小鼠肝细胞变形、排列紊乱，部分细胞核浓缩或消失。特别是在氟100组中，氟对肝组织的损伤尤为严重。透射电镜下可见，氟处理组小鼠肝细胞间隙模糊、细胞核浓缩、常染色质减少及核膜断裂；线粒体损伤也尤为严重，表现为脊溶解断裂，甚至空泡化。添加100mg/L F-时，肝细胞损伤最为严重，呈明显的剂量依赖性。这些结果表明，过量氟摄入不仅会严重破坏肝组织和细胞的形态结构，而且会损伤肝细胞的超微结构。
3.氟对小鼠肝细胞线粒体分裂的影响
透射电镜下线粒体形态计量学分析表明，氟25和氟50组线粒体数量与对照组相比分别增加了18.18%（P＜0.01）和39.39%（P＜0.01）；氟100组与对照组相比线粒体的长度和宽度分别缩短了36.13%（P＜0.01）和28.15%（P＜0.01）；此外还发现随着氟化物剂量的增加，线粒体的最大长宽比减小，空泡化面积扩大。这表明氟暴露改变了肝细胞线粒体形态结构，出现明显的分裂迹象。
qRT-PCR检测发现，随着氟剂量的增加，肝细胞Drp1、Mff、Fis1、MiD49、MiD51和Dyn2的mRNA表达水平均显著上调（P＜0.01），尤其在氟100组上调最为显著。同时，Western blot结果显示，氟25组小鼠肝组织中Drp1、Fis1和MiD49的蛋白表达水平分别上调了11.56%（P＜0.01）、7.56%（P＜0.01）和3.50%（P＜0.05）。氟50和氟100组，Drp1/Mff信号通路相关蛋白的表达水平上升更加明显（P＜0.05或P＜0.01）。上述结果表明，氟通过干扰Drp1/Mff信号通路相关分子表达，引起线粒体分裂异常，进而导致线粒体结构损伤和数目增加。
4.氟对小鼠肝细胞线粒体融合和呼吸链的影响
在氟50和氟100组，小鼠肝组织中线粒体融合基因Mfn1和OPA1及线粒体呼吸链复合物SDHA和CYC1的mRNA表达水平显著升高（P＜0.05或P＜0.01），然而NDUFV2和COXⅣ的mRNA表达水平显著下降（P＜0.05或P＜0.01）。Western blot结果表明，氟50和氟100组中线粒体融合蛋白Mfn1和OPA1的蛋白表达水平显著上调（P＜0.01），尤其是氟100组，CYC1和SDHA的表达水平分别上调了42.00%（P＜0.01）和36.67%（P＜0.01）。然而，氟处理显著降低了线粒体呼吸链复合物DNUFV2和COXⅣ的蛋白表达水平，尤其在氟100组下调最为明显（P＜0.01）。伴随着线粒体呼吸链的损伤，肝组织ATP含量也显著降低。这表明氟暴露能干扰肝细胞线粒体呼吸链复合体和线粒体融合相关分子的表达，引起线粒体呼吸链受损和线粒体融合障碍。
5.氟对小鼠肝细胞凋亡的影响
BrdU实验和TUNEL染色结果表明，氟暴露抑制了肝细胞的增殖，同时肝细胞的DNA严重损伤，出现凋亡迹象。进一步利用qRT-PCR技术，检测线粒体介导的细胞凋亡通路相关基因，发现在加氟组中Cyt c、Caspase9和Caspase3的mRNA表达水平显著增加（P＜0.01）。以上结果表明氟通过线粒体介导的细胞凋亡途径诱发肝细胞凋亡，降低肝细胞增殖能力。
综上所述，本研究以线粒体为切入点，从组织形态结构、细胞损伤和基因表达等角度，研究了氟致小鼠肝细胞线粒体分裂和融合紊乱分子机制。研究发现过量氟通过诱导线粒体分裂、融合障碍和线粒体呼吸链损伤，引起线粒体结构受损和功能紊乱，加速了肝细胞凋亡，为研究氟诱发肝损伤提供理论依据。