天然抗氧化物姜黄素对饮水砷暴露小鼠肝肾免疫功能紊乱的调节效应

发布时间：2020-08-11 18:57

【摘要】：目的:无机砷是广泛存在于地球土壤和基岩中的环境污染物。饮用水砷中毒已成为全球范围内严重的公共卫生问题。越来越多的研究表明,砷暴露与多种疾病密切相关,可导致肝、肾、脾和肺等多脏器损伤。砷诱导的氧化应激是目前砷毒性被广泛接受和研究的机制之一,而ROS的过量产生也可能会诱导炎症反应的发生发展,成为机体炎症反应发生的关键信号传导分子。研究表明,肝脏和肾脏均为砷代谢过程中的重要靶器官,长期砷暴露会提高肝肾疾病的发病率。而近年来的研究表明,肝脏和肾脏中含有多种免疫细胞,具有免疫功能;且砷具有免疫毒性的假说已经被广泛研究并逐渐得到认可。姜黄素作为一种植物多酚,也是姜黄发挥药理作用最重要的活性成分,具有广泛的药理活性,包括抗肿瘤、抗炎、和抗氧化等多种调节作用。本研究通过建立实验动物模型,拟观察亚砷酸钠和姜黄素共同处理对小鼠免疫功能紊乱的调节效应及其可能机制,并为慢性砷中毒所致肝肾损伤的有效控制和治疗提供新的实验依据。研究方法:1、实验动物和分组:选择SPF级雌性昆明小鼠54只作为实验对象。适应性饲养一周后根据体重按随机数字表,分为6组,每组9只。分组情况如下:对照组、单纯砷染毒组(10 mg/L As、25 mg/L As)、单纯姜黄素组(200mg/kg,1%羧甲基纤维素钠配制)和姜黄素干预组(10 mg/L As+200 mg/kg姜黄素、25 mg/L As+200 mg/kg姜黄素)。采用NaAsO_2自由饮水方式染毒,同时给予姜黄素干预,每周两次灌胃,共6周。染毒结束后,麻醉后处死,采集全血并分离血清、尿液、完整的肝肾组织样品待测。2、检测指标与方法:(1)血清及肝组织中ALT和AST的活力测定:南京建成试剂盒;(2)小鼠尿蛋白含量测定:BCA试剂盒法;(3)肝肾炎症因子和细胞因子Il-1β、Il-6、Tnf-α、Ifn-γ、Tgf-β以及Nf-κb的mRNA水平检测:RT-PCR检测;(4)肝肾组织MPO活性测定:南京建成试剂盒;(5)肝脏和肾脏中MAPK和NF-κB信号通路的蛋白水平:western blot分析。(6)肝脏和肾脏中NRF2信号通路的mRNA和蛋白含量检测:RT-PCR和western blot分析。结果:1、姜黄素对饮水砷暴露小鼠肝肾功能损伤的调节效应实验期间所有小鼠均存活并无明显的系统毒性,各组之间小鼠体重均无明显差异;姜黄素可显著下调砷诱导的小鼠血清和肝组织中ALT和AST活力的升高,且能逆转砷所致的小鼠尿蛋白含量上升。2、姜黄素对饮水砷暴露小鼠肝肾免疫功能紊乱的调节效应姜黄素能明显降低砷诱导的肝肾炎症因子和细胞因子Il-1β、Il-6、Tnf-α、Ifn-γ、Tgf-β以及Nf-κb的mRNA水平上升;与对照组相比,25 mg/L As染毒组的肝肾组织匀浆中的MPO活性显著上升,姜黄素干预后MPO活性显著下降;各染砷组小鼠肝肾组织中P-JNK、P-ERK、P-P38和P-IκB、NF-κB的蛋白含量表达明显增加,Nf-κb的mRNA水平也明显增加。且姜黄素能下调肝肾组织中砷诱导的MAPK、NF-κB信号通路的蛋白表达和Nf-κb的转录水平。3、姜黄素对饮水砷暴露小鼠肝肾Nrf2信号通路的影响姜黄素能进一步显著上调Nrf2信号通路的表达,各染砷组小鼠肝脏和肾脏的Nrf2、Gsto1/2和Gclm的基因表达水平,以及NRF2及其下游蛋白GCLC、NQO1和HO-1的蛋白表达含量均明显升高。结论:1、姜黄素可能对饮水砷暴露小鼠的肝肾免疫功能紊乱有一定的调节效应。2、姜黄素可能通过调节饮水砷暴露小鼠肝脏和肾脏中MAPK、NF-κB和NRF2信号通路的表达从而发挥其调节效应。
【学位授予单位】：中国医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R595.2
【图文】：

水砷,姜黄素,脏器系数,肾脏

而25 mg/L染砷组、单纯姜黄素组及10 mg/LAs+200 mg/kg Cur干预组的肾脏脏器系数与对照组相比均下降，差异具有统计学意义（P < 0.05）。图1. 姜黄素对饮水砷暴露小鼠体重的影响（Mean±SD，n=9）表1. 不同组别小鼠经计算的As日均摄入量和每日摄食量、肝肾组织重量及脏器系数（Mean±SD，n=9）组别砷浓度(mg/L)经计算的As日均摄入量(mg/kg bodyweight/day)经计算的日均摄食量(g/kg bodyweight/day)肝脏重量(g)肝脏脏器系数(%)肾脏重量(g)肾脏脏器系数(%)

姜黄素,水砷,和肝,砷组

染砷组10 1.64±0.17 141.38±38.12 1.45±0.24 3.95±0.43 0.42±0.05 1.13±25 3.23±0.43 145.13±37.89 1.41±0.19 3.72±0.33 0.41±0.04 1.08±姜黄素干预组0 0 145.51±38.87 1.27±0.07 3.53±0.21*0.38±0.02*1.06±10 1.67±0.14 150.45±33.52 1.31±0.16 3.73±0.24 0.37±0.03*a1.07±25 3.14±0.38 146.48±34.96 1.39±0.08 3.70±0.34 0.43±0.03 1.14±注：与对照组比，*P < 0.05；与对应单纯染砷组比，aP < 0.05。3.2 姜黄素对饮水砷暴露小鼠肝肾功能损伤的调节效应3.2.1 姜黄素对饮水砷暴露小鼠肝功能的影响血清和肝组织的 ALT 和 AST 水平反映小鼠肝功能的变化。如图 2 所示，10mg/L 和 25 mg/L 砷染毒均引起血清和肝组织 ALT 及 AST 活性显著升高。采用200 mg/kg 姜黄素的灌胃干预后，血清和肝组织匀浆 ALT 和 AST 活力的增加显著减弱，除肝组织 10 mg/LAs+200 mg/kg Cur 干预组与 10 mg/LAs 单纯染砷组相比没有统计学差异外，其余姜黄素干预各组的 ALT 和 AST 水平与单纯染砷组相比均有明显下降（P < 0.05）。

水砷,姜黄素,小鼠

中国医科大学硕士学位论文.2 姜黄素对饮水砷暴露小鼠肾功能的影响通过测定小鼠尿液中蛋白水平可以在一定程度上反映小鼠肾脏的见，25 mg/L 砷染砷组小鼠的尿蛋白含量显著升高。采用 200 m胃干预后小鼠尿蛋白含量显著下降，差异具有统计学意义（P <组相比，单独用 200 mg/kg 姜黄素处理小鼠后，尿蛋白含量未见

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