砷对小鼠心脏的损伤作用机制及丹参酮ⅡA磺酸钠对砷致小鼠心脏损伤保护作用的研究

发布时间：2020-03-21 20:17

【摘要】：目的探索不同浓度亚砷酸钠(NaAsO2)急性暴露对C57BL/6小鼠心脏的影响以及丹参酮IIA磺酸钠对亚砷酸钠亚慢性心脏毒性的保护作用的研究。方法本实验以C57BL/6小鼠作为体内实验的研究对象,实验分为急性实验和亚慢性实验两部分。急性实验分为四组即对照组、亚砷酸钠的低剂量组、中剂量组和高剂量组,每组17只,采用灌胃方式给药,对照组给予生理盐水,实验组给予低、中和高剂量的亚砷酸钠,根据小鼠体重分别按2.5、5及10mg/kg的剂量灌胃给药,染毒24小时后,称量小鼠体重,每组随机选择三只小鼠进行灌流和组织固定,采用颈椎脱臼法处死其他小鼠后进行解剖,取出心脏并称量心脏重量;二代测序检测对照组和中剂量组差异表达的miRNA和mRNA,并对测序结果进行生物信息学分析,苏木精-伊红染色法(HE染色法)检测固定心脏组织的病理变化,然后通过实时荧光定量PCR检测TNF-α、CD11b、IL1R2和TIMP2的mRNA表达量;第二部分为亚慢性实验,实验分为4组:对照组、亚砷酸钠组、丹参酮ⅡA磺酸钠组、亚砷酸钠+丹参酮ⅡA磺酸钠组,每组12只,亚砷酸钠采用自由饮水的方式染毒,浓度为50mg/L,丹参酮ⅡA磺酸钠按小鼠体重给药,剂量为5mg/kg,于亚砷酸钠染毒16天后给药处理,直到实验结束;染毒共75天,结束后,称量小鼠体重,进行心电图检测,每组随机选择三只小鼠进行灌流和组织固定,剩余小鼠眼眶取血后,采用颈动脉脱臼法处死并解剖,取出心脏,称量心脏重量,检测全血还原型谷胱甘肽含量;HE染色之后对心肌组织进行病理学检测。结果第一部分急性实验:鼠的精神状态和毛色无明显差别,研究数据结果表明体重,心脏重量和心脏脏器系数各组之间差异无统计学差异(P0.05)。亚砷酸钠中剂量组和对照组的二代测序结果发现共有miR-148a-3p、miR-451a、miR-206-3p等33个差异表达的miRNA,差异表达的mRNA共有4474个,其中mRNA表达量上调的有2644个,表达量下调的基因有1830个;生物信息学的GO分析结果显示候选靶基因富集于生物学、分子功能、细胞成分中,各含有20个GO term;生物信息学的KEGG分析发现靶基因共富集在慢性粒细胞白血病、MAPK信号通路、慢性粒细胞白血病等144个生物信号转导通路(pathway_term)中。HE染色结果显示对照组心肌细胞排列紧密均匀,胞浆丰富,无炎性细胞浸润,无坏死灶。低剂量组与对照组比较无明显改变,心肌细胞排列较紧密。中剂量组与对照组相比心肌纤维排列欠紧密,且排列不规则,可见散在零星的炎性细胞浸润。高剂量组与对照组相比部分细胞核消失,胞浆嗜酸性增强,细胞膜不完整,并伴有中性粒细胞为主的炎性细胞浸润。实时荧光定量PCR反应结果显示低剂量组的TNF-α含量比对照组的高,差异有统计学意义(P0.05),中剂量组的TNF-α含量比对照组高,差异有统计学意义(P0.05),高剂量和对照组的TNF-α含量差异无统计学意义(P0.05);基因CD11b高剂量组含量比对照组的含量高,差异有统计学意义(P0.05),IL1R2差异在各组中差异无统计学意义(P0.05),基因TIMP2各组间差异无统计学意义(P0.05)。第二部分亚慢性实验:通过对小鼠的观察发现亚砷酸钠组的小鼠精神状态不如其他小鼠,鼠的毛色光泽度较其他组小鼠差,亚砷酸钠组比正常组的体重有所降低,差异有统计学意义(P0.05),但心脏重量和脏器系数的差异无统计学差异(P0.05);通过数据分析发现亚砷酸钠+丹参酮ⅡA磺酸钠组体重比亚砷酸钠略微升高,但差异没有统计学意义(P0.05);亚砷酸钠+丹参酮ⅡA磺酸钠组心脏脏器系数比亚砷酸钠略微升高,但差异没有统计学意义(P0.05)。心电图结果显示亚砷酸钠组与正常组的心电图数据比较:心率有所下降,但差异无统计学意义(P0.05),T波波幅差异无统计学意义(P0.05),QT间期延长,差异有统计学意义(P0.05);亚砷酸钠+丹参酮ⅡA磺酸钠组与亚砷酸钠组比较:心率加快但差异没有统计学意义(P0.05),T波波幅差异无统计学意义(P0.05),QT间期缩短,差异有统计学意义(P0.05);亚砷酸钠组比正常组的全血还原型GSH含量下降,差异有统计学意义(P0.05)。亚砷酸钠+丹参酮ⅡA磺酸钠组与亚砷酸钠组相比全血还原型GSH含量升高,差异具有统计学意义(P0.05);亚慢性实验的HE结果显示:对照组的心肌细胞形态正常,为长梭形,细胞膜和细胞核结构完整,心室大小适中,室壁厚度大致正常,组织的染色均匀,排列整齐;亚砷酸钠组可见炎性细胞浸润和心肌纤维断裂;丹参酮ⅡA磺酸钠组的心肌细胞未见异常,心肌细胞形态大致正常细胞核和细胞膜结构大致完整,组织染色均匀;亚砷酸钠+丹参酮ⅡA磺酸钠组可见单个零星炎性细胞浸润,但是明显较亚砷酸钠组少,且未见心肌纤维断裂。结论亚砷酸钠可以诱导心脏的氧化应激反应和炎症反应,导致心脏组织中miRNA和mRNA的差异表达,引起小鼠心电图QT间期延长,表明亚砷酸钠在一定程度上引起了小鼠的心脏损伤,丹参酮ⅡA磺酸钠对亚砷酸钠引起的氧化应激、炎症反应和小鼠心电图的改变具有保护作用,并降低小鼠心电图QT间期的延长。
【图文】：

异ｍｉＲＮＡ聚类图逡逑表示高表达ｍｉＲＮＡ．蓝色表示低表达ｍｉＲＮＡ。逡逑ｉＲＮＡ的维恩图逡逑较得到的差异ｍｉＲＮＡ个数进行统计，画成维恩图，直观有的及特有的差异ｍＲＮＡ数目，本实验对照组和中剂量６０９个，对照组单独表达的基因有１２４个，中剂量组单独结果见图３。逡逑对照组逦中剂１组逡逑１２４逦６０９逦１０５逡逑

个比较组合共有的及特有的差异ｍＲＮＡ数目，本实验对照组和中剂量组的共同逡逑表达的基因为６０９个，对照组单独表达的基因有１２４个，中剂量组单独表达的基逡逑因有１０５个，，结果见图３。逡逑对照组逦中剂１组逡逑１２４逦６０９逦１０５逡逑图３差异ｍｉＲＮＡ维恩图逡逑注：对照组和中剂量组的共同表达的基因为６０９个
【学位授予单位】：沈阳医学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R114

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本文编号：2593880