双酚A对小肠的损伤及谷胱甘肽合成在小肠健康中的作用

发布时间：2020-08-06 17:16

【摘要】：本论文通过四个试验探讨双酚A(BisphenolA,BPA)对小肠的损伤和谷胱甘肽合成前体谷氨酰胺缓解BPA损伤的作用及其机制,并且研究生理状态下半胱氨酸合成谷胱甘肽对仔猪生长和肠道发育的作用。(1)试验一以大鼠小肠上皮细胞(Intestinal epithelial cell line-6,IEC-6)和猪空肠上皮细胞(Intestinal porcine epithelial cell-jejunal 2,IPEC-J2)为模型,研究 BPA 对肠道细胞的损伤作用及其机制。IEC-6细胞用不同浓度的BPA(0、0.1、0.2、0.3、0.4和0.5 mmol/L)处理6 h或24 h后测定细胞活力和细胞增殖,确定BPA的作用时间和作用浓度为0.4 mmol/L 6 h和0.2 mmol/L 24 h。结果表明,0.4 mmol/L BPA处理6 h显著增加了 IEC-6细胞的凋亡和乳酸脱氢酶的释放,降低了单层细胞跨膜电阻(P0.05)。0.2mmol/LBPA处理24 h显著增加了细胞内丙二醛和活性氧自由基的含量,降低了超氧化物歧化酶的活性和谷胱甘肽的含量(P0.05)。这在IPEC-J2细胞试验上得到验证。试验一表明,BPA通过引起氧化应激,降低谷胱甘肽的含量,损伤肠道上皮细胞。(2)试验二在试验一的基础上,研究BPA对小鼠小肠的损伤作用及机制。试验选用40只6周龄C57BL/6雄性小鼠,分为四个处理。分别连续灌胃等量玉米油、5、50或500mg/kg.BW/dBPA4wks。结果显示,500mg/kg·BW/dBPA处理组体重和存活率显著低于对照组(P0.05),小肠长度与体重的比值显著下降,肠道绒毛明显断裂(P0.05)。同时BPA提高了线粒体融合基因Mfn2 mRNA水平(P0.05),损害了线粒体的功能,可能会导致氧化应激。BPA提高了促炎症因子IL-Iβ、LL-6和TNFαmRNA水平,降低了抗炎因子IL-10 mRNA水平(P0.05)。选用500mg/kg·BW/dBPA组和对照组进行空肠黏膜蛋白质组学分析。结果显示,蛋白质组学共鉴定到5840个蛋白质,其中有70个差异表达的蛋白质(P0.05,变化倍数0.83或1.2)。对差异表达蛋白质进行功能富集和生物信息学分析,结果显示BPA降低了肠道细胞的增殖、增加了谷胱甘肽的代谢并扰乱了空肠黏膜的免疫调节功能而导致炎症反应,这与试验一的结果相吻合。试验二表明,BPA引起肠道损伤是通过引起谷胱甘肽的代谢实现的。(3)试验三选用IEC-6细胞和C57BL/6小鼠研究谷氨酰胺作为谷胱甘肽合成前体对BPA损伤的缓解作用。IEC-6细胞用BPA预处理12 h,然后加入4 mmol/L谷氨酰胺处理12 h。小鼠日粮分别添加0%、2%和4%谷氨酰胺,并灌胃500mg/kg·BW/dBPA4wks,进行空肠黏膜蛋白质组学分析。结果显示,谷氨酰胺显著缓解了 BPA引起的IEC-6细胞活力和单层细胞跨膜电阻的下降(P0.05)。饲喂谷氨酰胺组,小鼠生存和小肠重量显著高于对照组(P0.05),其中4%谷氨酰胺处理显著改善了小肠长度和肠道绒毛形态(P0.05)。蛋白质组学分析显示,谷氨酰胺改变与黏膜免疫、营养物质吸收与转运、细胞过程和谷胱甘肽代谢相关的蛋白、信号通路以及生物学过程,缓解了 BPA对小鼠空肠黏膜的损伤。这表明,谷氨酰胺合成谷胱甘肽缓解了 BPA引起的小肠损伤。(4)试验四利用体外试验和体内试验研究在生理状态下,谷胱甘肽合成前体半胱氨酸对仔猪生长和肠道发育的影响。体外试验选用IPEC-J2细胞,用不含半胱氨酸的培养基处理细胞,然后加入蛋氨酸、丙酮酸钠或谷胱甘肽,测定细胞活力和单层细胞跨膜电阻。体内试验选用96头10.98 ±0.28 kg仔猪,分为4个处理,对照组饲喂NRC(2012)推荐日粮(日粮SID蛋氨酸水平为0.48%,半胱氨酸水平为0.21%);试验组日粮SID蛋氨酸水平为0.36%,半胱氨酸水平分别为0.21%、0.32%(NRC,2012)和0.43%。试验期为28 d。结果显示,半胱氨酸剥夺引起IPEC-J2细胞活力和单层细胞跨膜电阻显著下降(P0.05)。加入谷胱甘肽能够逆转半胱氨酸缺失引起的细胞活力下降(P0.05)。体内试验结果显示,当蛋氨酸和半胱氨酸分别满足NRC(2012)推荐量时,平均日增重和末重均为最高(P0.05),并且一定水平的半胱氨酸添加有增加采食量的效果(P0.05);耗料增重比在各组之间没有显著变化。日粮不同水平半胱氨酸引起了血清生化指标的变化(P0.05)。日粮足够的半胱氨酸能够显著增加空肠中还原型谷胱甘肽的含量和还原型与氧化型谷胱甘肽的比值,提高紧密连接蛋白的表达(P0.05),但是对空肠形态没有显著影响。综上所述,BPA通过增加谷胱甘肽的消耗损伤小肠,添加谷胱甘肽合成底物谷氨酰胺和半胱氨酸能够分别在损伤和生理状态下维护小肠的健康。
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S816
【图文】：

肠道免疫,小肠

各种物质都会直接或间接的进入人和动物的消化道，而大部分物质都会经过小肠的代谢，直接与逡逑小肠接触，损害小肠结构和功能的完整性。研宄肠道损伤一般集中在大肠，其中缺血－再灌注损伤逡逑是肠道损伤模型的一种，图１－３显示了化学药物诱导大肠损伤的模型（Ｗｉｒｔｚ等，２０１７）。对小肠逡逑的损伤处理研宄较少，研究小肠损伤并探究其机理对于提高营养物质的消化吸收，维护机体的肠逡逑道健康具有重要意义。逡逑５逡逑

模型图,化学诱导,模型,合成雌激素

Ｎｏｔｅ：邋ＴＮＢＳ，邋２，邋４，邋６－ｔｒｉｎｉｔｒｏ－ｂｅｎｚｅｎｅ邋ｓｕｌｆｏｎｉｃ邋ａｃｉｄ；邋ＤＳＳ，邋ｄｅｘｔｒａｎ邋ｓｕｌｆａｔｅ邋ｓｏｄｉｕｍ；邋ＡＯＭ，邋ａｚｏｘｙｍｅｔｈａｎｅ．逡逑１．２．２双酚Ａ逡逑双酚Ａ化学名为２，邋２－双（４－羟基苯基）丙烷，其结构见图１４。它是环境中的一种内分泌干逡逑扰物（Ｅｎｄｏｃｒｉｎｅ邋ｄｉｓｒｕｐｔｉｎｇ邋ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ，邋ＥＤＣｓ），ＥＤＣｓ能够模拟或抑制体内激素的活动，改变内逡逑分泌系统的结构和功能（Ｂｈａｎｄａｒｉ等，２０１５）。ＢＰＡ是一种单体物质，作为合成雌激素在１８世纪逡逑９０年代首次被发现。并且在１９世纪３０年代被发现具有雌激素的活性

｜邋Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ邋ｔｉｍｅ邋ｐｏｉｎｔ逡逑ｆｏｒ邋ｉｎ邋ｖｉｖｏ邋ｉｍａｇｉｎｇ邋ａｎｄ邋ｃｏｌｏｎｏｓｃｏｐｙ逡逑图１－３化学诱导引起的肠道损伤模型（Ｗｉｒｔｚ等，２０１７）逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－３邋Ｃｏｌｉｔｉｓ邋ｍｏｄｅｌ邋ｉｎｄｕｃｅｄ邋ｂｙ邋ｃｈｅｍｉｃａｌ邋（Ｗｉｒｔｚｄ邋ｅｔ邋ａｌ．，邋２０１７）逡逑注：ＴＮＢＳ：邋２，邋４，邋６－三硝基苯磺酸：ＤＳＳ：葡聚糖硫酸：ＡＯＭ：氧化偶氮甲烷。逡逑Ｎｏｔｅ：邋ＴＮＢＳ，邋２，邋４，邋６－ｔｒｉｎｉｔｒｏ－ｂｅｎｚｅｎｅ邋ｓｕｌｆｏｎｉｃ邋ａｃｉｄ；邋ＤＳＳ，邋ｄｅｘｔｒａｎ邋ｓｕｌｆａｔｅ邋ｓｏｄｉｕｍ；邋ＡＯＭ，邋ａｚｏｘｙｍｅｔｈａｎｅ．逡逑１．２．２双酚Ａ逡逑双酚Ａ化学名为２，邋２－双（４－羟基苯基）丙烷，其结构见图１４。它是环境中的一种内分泌干逡逑扰物（Ｅｎｄｏｃｒｉｎｅ邋ｄｉｓｒｕｐｔｉｎｇ邋ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ，邋ＥＤＣｓ），ＥＤＣｓ能够模拟或抑制体内激素的活动，改变内逡逑分泌系统的结构和功能（Ｂｈａｎｄａｒｉ等，２０１５）。ＢＰＡ是一种单体物质，作为合成雌激素在１８世纪逡逑９０年代首次被发现。并且在１９世纪３０年代被发现具有雌激素的活性

【参考文献】