瞬时受体电位通道TRPs介导镉中毒的机制研究

发布时间：2020-11-19 06:11

　　 镉已经成为中国土壤、水源和空气的主要重金属污染物之一。环境中镉离子(Cd~(2+))会通过食物链不断进入并累积在各类农产品中,间接和直接地对国民健康构成巨大的威胁。国际癌症研究机构IARC已确认镉和镉的化合物为I级致癌物质。Cd~(2+)易积于肝脏和肾脏,损伤肝肾功能;另外也直接对骨骼、呼吸等系统造成危害。小肠吸收是Cd~(2+)进入人体的一种重要途径。在小肠中,钙离子(Ca~(2+))通道是小肠平滑肌细胞、上皮细胞、内皮细胞等细胞的重要组件,其通过调节Ca~(2+)的吸收和释放,调控肠道蠕动、血管收缩和营养物质交换等重要的生理功能。然而,由于Cd~(2+)、Ca~(2+)结构相似,Ca~(2+)通道运输Ca~(2+)的同时也会运输Cd~(2+),故Ca~(2+)通道很可能是抑制肠道Cd~(2+)吸收的有效靶点。基于该假设,本课题利用镉中毒小鼠模型,从肠道这一食源性镉吸收的第一道屏障出发,在哺乳动物普遍存在的Ca~(2+)通道类型——瞬时受体电位通道(TRP通道)中解析抑制镉肠道吸收的关键靶点;并探究调节TRP通道活性的食品中的活性分子对镉中毒的缓解作用。本文前期通过免疫荧光组织化学染色法验证了TRP通道亚型瞬时感受器电位阳离子通道亚型C1(TRPC1)和瞬时感受器电位阳离子通道亚型V4(TRPV4)在十二指肠上皮细胞中的高表达。然后利用TRPC1和TRPV4野生型(WT)和敲除(TRPC1~(-/-)、TRPV4~(-/-))小鼠构建镉中毒模型,通过比较小鼠的生存状况、检测肝肾损伤生理指标和观察十二指肠肠道的病理损伤,得出TRPC1~(-/-)和TRPV4~(-/-)小鼠均能缓解镉中毒症状,且TRPC1~(-/-)小鼠相比于TRPV4~(-/-)小鼠更加显著降低Cd~(2+)造成的损伤。随后,在细胞水平进一步证明敲除TRPC1相比于敲除TRPV4有效降低十二指肠上皮细胞对Cd~(2+)的吸收。综上表明TRPC1为有效降低十二指肠镉吸收的重要靶点。以TRPC1为靶点,探究TRPC1靶向物质甘油二酯(DAG)在细胞水平上对TRPC1通道介导Cd~(2+)吸收的影响。利用钙成像技术检测细胞内游离Ca~(2+)浓度,证明了DAG类似物(作用机理与甘油二酯相同)1-油酰-2-乙酰基-sn-甘油(OAG)在低浓度时激活TRPC1,在高浓度时抑制TRPC1通道;利用钙成像技术检测细胞内游离Cd~(2+)浓度,证明了OAG在低浓度时,通过激活TRPC1通道促进了上皮细胞对Cd~(2+)的吸收,OAG在高浓度时,通过抑制TRPC1通道显著降低了上皮细胞对Cd~(2+)的吸收。最后,基于DAG在细胞水平上对TRPC1的调节作用,在动物水平上进一步探索DAG降低急慢性镉中毒的有效剂量。利用小鼠模型,在构建急性和慢性镉中毒的同时饲喂不同剂量的DAG油,通过比较小鼠的生存率、检测十二指肠上皮细胞Cd~(2+)含量和肝肾损伤生理指标,评价DAG降低镉中毒的效果。结果显示高剂量的DAG提高镉中毒小鼠生存率,有效降低上皮细胞镉的吸收,减少镉对小鼠肾脏和肝脏的损伤,与细胞水平上OAG通过TRPC1调节镉吸收的效果一致。DAG有效降低小鼠镉中毒的剂量为10 mL·kg~(-1)。综所上述,本文从细胞、组织和动物水平证明了TRPC1为体内有效降低镉吸收的靶点;并证明了TRPC1靶向调节物质DAG可在动物水平上降低镉吸收及其毒性,且得出有效剂量为10 mL·kg~(-1)。本研究为从膳食层面构建降低镉中毒策略提供了借鉴和科学依据。
【学位单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：R114;X171.5
【部分图文】：

图 1-1 镉（Cd）影响人体多个器官Fig.1-1 Cadmium (Cd) affects multiple organs of human.毒的机制研究进展后，镉可与体内的抗氧化物质结合（还原性谷胱甘肽]、抗坏血酸、N-乙酰半胱氨酸）[69]，因此可以通过抗

第三章 结果与讨论第三章 结果与讨论P 通道亚型的选择 TRPC1 和 TRPV4 蛋白的表达，TRPC1 和 TRPV4 在肠蠕动、营养物质用并且在肠上皮细胞中高度表达[102]。本作十二指肠冰冻切片以及免疫荧光组织化RPC1 和 TRPV4 的表达。如图 3-1 所示，胞中并且在上皮细胞中高表达。

图 3-2 TRPC1-/-、TRPV4-/-镉中毒小鼠生存状况Fig. 3-2 Effects of CdCl2on the survival of TRPC1-/-and TRPV4-/-mice镉中毒对 TRPC1-/-小鼠和 TRPV4-/-小鼠的肾脏的影响量白蛋白与尿肌酐比值（UmAlb/UCr）是反映早期肾损害的敏感指标-1CdCl2的剂量服镉后，收集野生型（WT）、TRPC1-/-和 TRPV4-/-服镉
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本文编号：2889809