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镉(Cd)是一种普遍存在的强毒性重金属污染物,一旦进入生物机体便在体内蓄积造成相应的组织器官损伤。Cd对机体的损伤呈多系统性和多器官性,其中包括免疫器官,Cd对组织细胞的毒性机制与氧化应激有密切关系。海藻糖(Tre)是一种非还原性双糖,作为一种自噬促进剂兼具抗氧化和抑凋亡的作用,但Tre拮抗Cd所致细胞毒性的机制尚未阐明。因此,本课题通过氯化镉毒液饮水建立大鼠中毒模型,选用Tre为保护剂从氧化应激、细胞自噬和细胞凋亡三个角度探讨Tre对Cd致脾脏损伤的保护效应。首先,对脾脏组织石蜡切片进行HE染色,光学显微镜下观察发现Tre能显著改善Cd导致脾脏的病理性损伤,说明Tre对Cd致脾脏损伤具有保护作用。其次,检测脾脏组织匀浆中的氧化应激相关指标,包括T-AOC和MDA。结果表明Cd能导致脾脏组织氧化应激的发生,Tre作为一种抗氧化剂,能缓解氧化应激,这表现在Tre能上调脾脏组织T-AOC水平、减少脂质过氧化物MDA的产生。Nrf2-Keap1信号通路作为细胞内重要的氧化应激防御机制,我们进一步探讨了Tre缓解Cd致脾脏氧化应激与Nrf2信号通路之间的关系。正常情况下Nrf2信号通路激活可以帮助细胞抵抗氧化应激,但是长期低剂量的Cd暴露导致的Nrf2信号通路持续激活会加重氧化应激。在添加Tre后,我们发现Nrf2入核量减少及Nrf2下游靶蛋白表达量降低,说明Tre能抑制Cd所致Nrf2信号通路激活。以上分析可知,Tre具有缓解Cd致脾脏氧化应激的效应且是通过抑制Nrf2信号通路持续激活发挥作用的。第三,已有研究表明,Cd能导致脾脏细胞发生自噬抑制,因此我们探讨了Tre对Cd致脾脏细胞自噬抑制的影响。Tre作为一种自噬诱导剂,结果表明,Tre能显著调控自噬标志蛋白p62和LC3的蛋白水平,缓解Cd所致脾脏细胞自噬抑制。p62不仅可作为自噬底物判断自噬活性,也参与了Nrf2-Keap1信号通路的激活,p62的蓄积会激活Nrf2的表达;反过来,Nrf2进入细胞核内可导致p62 mRNA水平的升高。由此可见,在Tre发挥促自噬作用这一过程中,Nrf2与自噬抑制密不可分。第四,氧化应激和自噬抑制加重了Cd导致的细胞凋亡。TUNEL结果显示Tre具有保护作用。此外,在添加Tre后,凋亡蛋白Bax和Cleaved PARP表达量的升高以及凋亡抑制蛋白Bcl-2表达量的降低,也说明了Tre能缓解Cd致脾脏细胞凋亡。综上所述,Tre通过调控Nrf2信号通路拮抗Cd致脾脏氧化应激,并通过缓解自噬抑制和细胞凋亡,对抗Cd致脾脏损伤,为Cd致相关免疫系统疾病的防治提供了潜在的治疗策略。