酪氨酸氧化产物对大鼠肝肾氧化应激与纤维化损伤机制的研究

发布时间：2018-11-28 12:33

【摘要】：食物加工贮藏过程中的各类物理、化学因素,以及脂质和糖类的氧化产物都极易引起蛋白质氨基酸残基侧链的多种氧化修饰,导致蛋白质结构和功能发生变化,影响食品的品质和营养功能。酪氨酸(Tyr)残基极易发生氧化或硝化修饰,并且酪氨酸氧化产物(tyrosine oxidized products,TOP)的结构稳定,不易被水解也不易被酶解,因此在加工肉制品和奶制品等含有蛋白质的食品中都检测到不同程度的TOP积累。近年的研究发现生物体系中产生的这些结构稳定的TOP可能会被错误地掺入生物体内的蛋白质合成途径,导致蛋白质功能障碍,产生细胞的毒性,这一过程与组织损伤以及多种代谢性疾病的发生密切相关。本实验室前期的工作探究了食物来源的TOP与机体损伤的关系,研究发现摄食含有TOP的氧化酪蛋白会导致小鼠组织产生氧化应激,并伴有双酪氨酸(Dityr)及晚期蛋白质氧化产物(AOPPs)在组织中的堆积。然而关于食物中的TOP如何引起组织中Dityr和AOPPs的积累,膳食TOP是否可以被机体消化吸收从而影响机体代谢,以及膳食TOP对机体消化器官、代谢器官的损伤作用及机制等问题尚不明确。因此,研究食物中含有的TOP对机体健康的影响及其分子机制,对丰富食物蛋白质营养理论、完善食品加工技术,提高人口健康素质具有重要的理论和实际意义。本课题主要通过体内外实验探讨食源性TOP的吸收特性,并通过大、小鼠的饲喂实验探讨摄食TOP对动物肝脏和肾脏的氧化应激和纤维化损伤及其作用机制。本实验利用H2O2-Cu体系(?OH)氧化Tyr得到的TOP,并且经过HPLC-MS分析发现实验中制得的TOP的主要成分是双酪氨酸(Dityr)和未被氧化的Tyr,其中Dityr含量约占总TOP的22%。接着通过HPLC分离纯化TOP中的Dityr,并经核磁检测确定收集的样品为Dityr纯品。运用Ussing-chamber模型对TOP进行体外模拟吸收测评,结果发现TOP的主要成分Dityr可以透过大鼠肠道被吸收。接着运用大鼠灌胃实验进一步评价TOP在大鼠体内的吸收,结果证明TOP中的Dityr可以被肠道吸收进入机体代谢循环,随着肝门静脉血进入肝脏,并且可以引起外周血中Dityr的含量升高。采用雌雄大鼠进行28天重复经口毒性试验初步评估TOP的经口安全性,研究发现灌胃雌、雄大鼠不同剂量TOP(50、250、1250 mg/kg体重/天)28天后,低剂量(50mg/kg体重/天)TOP对大鼠生长性能没有明显影响,但随着灌胃TOP剂量的增大(250、1250 mg/kg体重/天)及时间的延长(灌胃时间达到2 w以上),大鼠的食欲及生长性能都受到严重的阻碍。并且灌胃TOP剂量越大、时间越长,其损伤越明显。28天重复经口毒性试验结果还显示,灌胃TOP会导致雌、雄大鼠血清中谷草转氨酶(AST)和谷丙转氨酶(ALT)水平上升、总蛋白(TP)水平下降、肌酐(Cr)和血尿素氮(BUN)水平上升,并且肝脏及肾脏指数也出现不同程度增加,以上结果表明短期灌胃TOP会对大鼠的肝脏和肾脏功能产生明显的损伤作用。此外,灌胃TOP还会导致雌、雄大鼠血清及肝肾器官中抗氧化还原酶活性降低,并且肝肾组织中出现羰基、Dityr等蛋白氧化产物的积累,大鼠机体出现氧化应激损伤。对大鼠进行TOP长期饲喂实验,饲喂周期分别设定为6 w、12 w和24 w,TOP饲喂剂量分别设定为低剂量(2 g/kg饲料)、中剂量(4 g/kg饲料)和高剂量(8 g/kg饲料)。饲喂结果表明不同饲喂周期及不同饲喂剂量的TOP均造成大鼠采食量和体增长率的下降,大鼠血液、肝脏和肾脏中出现氧化应激损伤。TOP造成大鼠肝、肾氧化应激损伤激活了Nrf2-ARE通路来上调其下游相关抗氧化酶基因的表达以抵制机体受到的损伤,但是机体抗氧化酶活力却显著下降,表明机体氧化还原系统失衡。长期饲喂TOP还导致肝肾发生炎症反应,并且与肝、肾脏功能相关的血清生化指标明显升高,肝、肾组织中积累大量的蛋白质氧化和脂质氧化产物。大鼠机体各项指标的变化随着TOP饲喂周期的增长和剂量的增加而加剧。在各个实验周期内,Tyr处理组大鼠的各项数据与对照组动物相比没有明显差异。不同剂量(低剂量2 g/kg饲料、中剂量4 g/kg饲料、高剂量8 g/kg饲料)TOP饲喂大鼠24 w后,大鼠肝肾免疫组化(IHC)结果显示不同剂量TOP均造成大鼠的肝细胞索、肾小球、肾小囊和肾间质组织中出现剂量相关性的Dityr沉积。HE和Masson染色结果证实TOP引起大鼠肝、肾出现组织学上的纤维化病变,不同剂量的TOP均造成大鼠肝脏和肾脏组织中细胞外基质的(ECM)含量的上升,包括I型前胶原羧基末端肽(ICTP)、Ⅲ型前胶原氨基端肽(PⅢNP)、层粘蛋白(LN)和透明质酸(HA),并且肝肾纤维化程度随TOP剂量的升高而加重。TOP诱导的大鼠肝肾纤维化是通过激活MAPKs/TGF-β1/Smads信号通路实现的。其中TOP主要引起肝脏MAPKs家族中ERK和p38磷酸化,同时引起肾脏MAPKs家族中JNK和p38磷酸化。10 w灌胃小鼠Dityr(1 mg/kg体重/天)和TOP(4.5 mg/kg体重/天)均造成小鼠肝、肾出现氧化应激损伤,肝、肾组织中出现蛋白及脂质氧化产物的累积。Dityr和TOP灌胃导致与小鼠肝、肾脏功能相关的指标发生显著变化,表明小鼠肝、肾功能发生明显损伤。HE和Masson染色结果证实Dityr和TOP灌胃均引起小鼠肝脏和肾脏出现组织学上的纤维化变病变,小鼠肝脏和肾脏组织中细胞外基质的(ECM)的含量上升。并且类似于大鼠TOP饲喂实验的结果,Dityr和TOP灌胃诱导的小鼠肝、肾脏纤维化病变也都是激活MAPKs/TGF-β1/Smads信号通路。其中Dityr和TOP主要引起肝脏MAPKs家族中ERK和p38磷酸化,同时引起肾脏家族中MAPKs家族中JNK和p38磷酸化。Dityr和TOP灌胃组小鼠之间各项指标没有差异,结果表明TOP诱导的肝、肾氧化应激损伤及纤维化病变主要是由Dityr引起的。综上所述,食物中TOP的主要产物Dityr可以被肠道直接吸收进入血液。长期摄入TOP会造成机体的氧化应激损伤和炎症反应,并激活Nrf2-ARE通路。摄入TOP会导致肝脏和肾脏功能损伤,并通过触发MAPKs/TGF-β1/Smads信号通路导致肝脏和肾脏组织产生纤维化病变。肝、肾受损程度随着TOP摄食时间的延长和剂量的增加而增大。另外,Dityr的摄入对肝、肾产生的损伤及作用机制与TOP类似,表明Dityr在TOP诱导的肝肾损伤中起主导作用。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TS201.6

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈卫;田丰伟;赵鑫;赵楠;;乳酸菌干预氧化应激的研究进展[J];中国食品学报;2012年11期

2 王蓓;赵文;梁淑珍;李慧玲;王广娟;;乙烯利对昆明种小鼠的氧化应激作用[J];农药学学报;2010年01期

3 周婕慧;金赢凯;徐海红;高扬;林文珍;梁世排;张振江;张少辉;;生物活性肽的抗炎功能及其对氧化应激的调节作用[J];中国乳品工业;2014年03期

4 韩飞;周孟良;;过氧化氢诱导HepG2细胞产生氧化应激细胞模型的建立[J];食品科学;2011年05期

5 何宝霞;傅业全;徐世文;;镉中毒对鸡垂体氧化应激和凋亡的影响[J];毒理学杂志;2007年02期

6 张建新;尹协瑜;冀绍伟;王怀珍;;原吸法测大鼠肺、肾、肝、类中镍[J];辐射防护通讯;1988年02期

7 许秀举;邓洋;于海平;赵焕然;杨子龙;王君喜;;啤酒对大鼠血清NOS的影响[J];食品科技;2009年04期

8 曾林娜;许东;吴逸民;杜天义;陈琛;杨廷章;;伏杀磷对大鼠慢性毒性的研究[J];河南化工;1982年01期

9 纪靓靓;李法云;罗义;马溪平;陈忠林;;2,4,6-三氯苯酚诱导鲫鱼肝脏自由基的产生及其氧化应激[J];应用生态学报;2007年01期

10 孙悦;殷学锋;卢敏;;芯片毛细管电泳评估脂质体介导超氧化物歧化酶减低细胞内氧化应激[J];分析化学;2007年04期

相关会议论文 前10条

1 王莉;姚华;马玲;;尿酸与氧化应激关系的研究进展[A];老年营养研究进展与老年营养供餐规范研讨会暨糖尿病肾病医学营养治疗进展学习班资料汇编[C];2011年

2 黄园;陈志庆;邱卓君;丘卫;林燕;;运动对血液氧化应激态的影响[A];2002年第9届全国运动医学学术会议论文摘要汇编[C];2002年

3 王博;李英贤;李莹辉;;航天飞行中氧化应激对细胞骨架的调控作用[A];中国空间科学学会第16届空间生命学术研讨会论文摘要集[C];2005年

4 朱红军;江钟立;;运动、氧化应激与细胞信号转导[A];第六次全国运动疗法学术会议论文集[C];2002年

5 曲丽娜;陈海龙;毕蕾;黄增明;李莹辉;;微重力下的氧化应激与药物防护[A];第十一次中国生物物理学术大会暨第九届全国会员代表大会摘要集[C];2009年

6 赵晓琴;王瑞元;;氧化应激与糖尿病肌病[A];2011年中国生理学会运动生理学专业委员会会议暨“运动与骨骼肌”学术研讨会论文集[C];2011年

7 先宏;丛建波;郭林超;董国福;王长振;吴可;孙存普;;海藻铁蛋白多糖对氧化应激的作用[A];第十六届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];2010年

8 张晓启;刘爽;王振国;;烧伤后氧化应激与抗氧化剂治疗[A];全国危重烧伤患者早期复苏对策专题研讨会论文汇编[C];2005年

9 苏颖;刘晓民;孙延明;栾颖;王月影;;辛伐他汀对2型糖尿病患者氧化应激的影响[A];2008内分泌代谢性疾病系列研讨会暨中青年英文论坛论文汇编[C];2008年

10 胡高飞;朱圣华;周筠;马莹;庆宏;邓玉林;;模拟微重力效应导致大鼠脑氧化应激及相关蛋白表达变化[A];中国空间科学学会第七次学术年会会议手册及文集[C];2009年

相关重要报纸文章 前10条

1 ;预防疾病,进入“氧化应激”时代[N];中国医药报;2009年

2 灵诺;身体异常与“氧化应激”有关[N];中国医药报;2009年

3 朱作霖;氧化应激干扰有望成为预防疾病新手段[N];中国医药报;2007年

4 记者 项铮;氧化应激干扰有望成为预防疾病新手段[N];科技日报;2008年

5 ;远离疾病,科学家找到新方法[N];中国医药报;2009年

6 郭枫;知未来 治未病[N];中国医药报;2009年

7 熊昌彪;氧化应激研究与中医治未病“不谋而合”[N];中国医药报;2008年

8 朱作霖;疾病防治新思路——氧化应激窗口期干预假设[N];中国医药报;2007年

9 胜德;治“未”病提高人类主体健康意识[N];科技日报;2008年

10 褚晓明;老年痴呆与氧化应激有关联[N];健康报;2004年

相关博士学位论文 前10条

1 李竹青;酪氨酸氧化产物对大鼠肝肾氧化应激与纤维化损伤机制的研究[D];江南大学;2017年

2 李思颖;Nrf2缺失加剧DOX引起的心脏毒性和心功能障碍[D];山东大学;2015年

3 夏淑芳;高脂诱导的氧化应激对甲状腺激素稳态的影响及槲皮素的调节作用[D];江南大学;2015年

4 张鹏宇;硫化氢在臭氧诱导的小鼠氧化应激模型中的作用机制[D];上海交通大学;2014年

5 游牧;淮南市土壤砷分布特征及基于胰岛素途径的抗砷胁迫研究[D];安徽理工大学;2015年

6 易旭;茅台酒对二乙基亚硝胺引发小鼠HCC发生的影响及分子机制[D];贵阳医学院;2014年

7 肖军;氧化应激通过亲环蛋白A促进人巨细胞病毒复制的研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2016年

8 崔艳军;热应激和氧化应激对肥育猪骨骼肌代谢的影响及硫辛酸的调控作用[D];中国农业科学院;2016年

9 吴志勇;hOGG1基因多态性与糖尿病患者冠脉病变关系及其在mtDNA过表达对高糖诱导的VECs氧化应激修复的研究[D];南昌大学;2016年

10 许明明;肝肠间氧化应激的相关性及食品的调节作用[D];浙江工商大学;2016年

相关硕士学位论文 前10条

1 靳艳艳;白藜芦醇对高糖“代谢记忆”介导的人脐静脉内皮细胞增殖及氧化应激的影响[D];河北医科大学;2015年

2 武小希;氧化应激诱导人脐静脉内皮细胞microRNA表达谱的改变及验证[D];河北医科大学;2015年

3 张文松;Nrf2/HO-1通路在氧化应激致终末期肾病血管钙化中的作用及机制研究[D];川北医学院;2015年

4 王倩;阿托伐他汀治疗急性缺血性脑卒中的临床研究[D];河北医科大学;2015年

5 李盼盼;活性羰基化合物诱导的氧化应激致细胞能量代谢障碍和毒性的机制[D];西北农林科技大学;2015年

6 安美玲;CCK-8对甲基苯丙胺致神经损伤的保护作用及氧化应激机制研究[D];河北医科大学;2015年

7 刘金莲;氧化应激在动静脉内瘘血栓形成中的作用[D];延边大学;2015年

8 王琦;白藜芦醇抑制肥胖相关的脂肪组织炎症与氧化应激及对睾丸内分泌功能的保护[D];安徽医科大学;2015年

9 关瑾;体外研究羧基化多壁碳纳米管诱发的氧化应激效应与机理[D];山东大学;2015年

10 张斌;体外实验研究不同粒径纳米银的氧化应激效应[D];山东大学;2015年

，

本文编号：2362833