成年雌性CD1小鼠亚慢性镉暴露上调肝脏脂质代谢相关基因的mRNA表达

发布时间：2020-06-17 09:11

【摘要】：研究背景及目的重金属镉是一种持久的环境和职业污染物。肝脏是镉蓄积的主要器官之一,其对肝脏具有损害效应。有研究表明镉暴露与成年雄性小鼠肝脏脂质沉积和脂质代谢改变相关。然而,镉暴露是否诱发雌性小鼠肝脏脂质沉积及相关代谢改变仍知之甚少。本研究旨在探讨亚慢性镉暴露对成年雌性CD1小鼠血糖、葡萄糖耐量、胰岛素耐量、胰岛素敏感性、肝脏脂质沉积及相关代谢途径的影响。方法CD1雌性小鼠(8周,26g-28g)60只,按照随机分组的方法分为对照组、氯化镉低剂量组(Cd 10 mg/L)和氯化镉高剂量组(Cd 100 mg/L)。每组各20只小鼠。小鼠经饮水暴露镉,让其自由饮水,记录每天摄食和饮水量。每周称重并记录。从第2周开始,每周禁食10小时后尾尖采血,用血糖仪(Rocheaccu-Cheklnform)检测。镉暴露8周后,每组随机选出6只小鼠进行葡萄糖耐量试验。间隔3天后,小鼠进行胰岛素耐量试验。镉暴露9周后,每组随机选出4只小鼠,其中两只剖杀留取肝脏;另外两只腹腔注射胰岛素(1 U/kg)5分钟后剖杀留取肝脏,用Western blotting检测肝脏胰岛素信号相关蛋白磷酸化蛋白激酶B(Phosphorylated protein kinase b,p Akt)和蛋白激酶B(Protein kinase b,Akt)表达水平。镉暴露10周后剖杀剩余小鼠,留取血清、肝脏。部分肝脏组织进行硝化,用石墨炉原子吸收法检测血清镉浓度和肝脏镉含量。用全自动生化分析仪检测血清中甘油三酯(Triglyceride,TG)、总胆固醇(Total cholesterol,TCHO)、高密度脂蛋白(High-density lipoprotein,HDL)、低密度脂蛋白(Low-density lipoprotein,LDL)、极低密度脂蛋白(Very low-density lipoprotein,VLDL)含量和丙氨酸转氨酶(Alanine transaminase,ALT)水平。RT-PCR检测肝脏脂质合成、转运、降解以及葡萄糖和胰岛素相关基因mRNA表达水平。肝脏组织常规固定石蜡切片或冰冻切片,分别用于HE染色和油红O染色检测肝脏脂质沉积情况。结果(1)本实验条件下,未发现镉影响CD1雌性小鼠的摄食量和体重增加,但在Cd 100 mg/L组饮水量显著降低。(2)在镉暴露组中,血清和肝脏镉含量显著升高。(3)镉暴露未引起血糖升高、葡萄糖耐量增加和胰岛素敏感性降低。相反的,与对照组相比,Cd 100 mg/L组葡萄糖耐量试验曲线下面积降低。(4)镉暴露上调经胰岛素处理后肝脏p AKT蛋白表达水平。此外,镉暴露上调肝脏胰岛素受体底物-1(Insulin receptor substrate-1,Irs-1)和胰岛素传导信号下游基因磷酸烯醇丙酮酸羧激酶(Phosphoenolpyruvate carboxykinase,Pepck)mRNA表达,而对胰岛素受体底物-2(Insulin receptor substrate-2,Irs-2)和葡萄糖-6-磷酸酶(Glucose-6-phsophatase catalytic,G6pc)mRNA表达没有影响。(5)研究还发现镉暴露对肝脏重量和肝脏系数没有影响。HE染色未观察到明显脂肪空泡。油红O染色显示Cd 10 mg/L组有轻微的脂质沉积,而在Cd 100 mg/L组中没有发现脂质沉积。(6)镉暴露对肝脏脂质合成相关基因固醇调节元件结合蛋白-1(Sterol-regulated element-binding protein-1,Srebp-1)和乙酰辅酶A羧化酶(Acetyl-coenzyme a carboxylase,Acc)mRNA表达没有影响,而上调硬脂酰辅酶A去饱和酶-1(Stearoyl-coa desaturase-1,Scd-1)和Cd 10 mg/L组脂肪酸合成酶(Fatty acid synthase,Fasn)mRNA表达。镉暴露对肝脏脂质转运相关基因过氧化物酶体增殖物激活受体γ(Peroxisome proliferator-activated receptorγ,Pparγ)、载脂蛋白B(Apolipoprotein b,Apob)和微粒体甘油三脂转运蛋白(Microsomal triglyceride transfer protein,Mttp)mRNA表达没有影响,而上调脂肪酸结合蛋白1(Fatty acid binding protein,Fabp1)、脂肪酸结合蛋白4(Fatty acid binding protein,Fabp4)和Cd 100 mg/L组脂肪酸转位酶(fatty acid translocase,Cd36)mRNA表达。镉暴露对肝脏脂质降解相关基因肉碱棕榈酰转移酶-1α(Carnitine palmitoyltransferase 1α,Cpt-1α)和激素敏感脂肪酶(Hormone sensitive lipase,Lipe)mRNA表达没有影响,而上调Cd 100 mg/L组肝脏脂蛋白溶解关键基因脂蛋白脂酶(Lipoprotein lipase,Lpl)mRNA表达和下调Cd 10 mg/L组细胞色素P450,家族4,a亚家族,多肽10(Cytochrome p450,family 4,subfamily a,polypeptide,Cyp4a10)mRNA表达。结论本研究发现镉暴露未引起CD1雌性小鼠血糖升高、葡萄糖耐量性增加、胰岛素敏感性降低和肝脏脂质沉积,相反的,镉暴露会降低葡萄糖耐量性和升高胰岛素的敏感性。镉暴露上调肝脏脂质合成、转运和降解相关基因的mRNA表达,使得肝脏中脂质代谢处于平衡状态。
【学位授予单位】：安徽医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R114

【相似文献】