论文部分内容阅读
砷(Arsenic,As)是环境中普遍存在的一种类金属元素，水环境的As污染已成为环境污染的热点问题。饮水型砷暴露早已成为一个全球公共卫生问题，进而引起广泛的关注和研究。目前，关于砷对子代的毒性效应的研究主要是高浓度(1~100mg/L)As对子代的器官发育、神经系统、学习记忆等的危害，其远远超过现实环境中水体的As浓度。为了了解低浓度As对子代的毒性效应，在哺乳期通过低浓度饮水型As暴露，探究在哺乳期砷对老鼠的肝功能、免疫和炎症、氧化应激、Nrf2-Keap1信号通路的毒性效应及其作用机理。主要研究结果如下：
(1)通过对谷丙转氨酶（Alanine aminotransferase,ALT）和谷草转氨酶（Aspartate aminotransferase,AST）检测发现，As暴露会明显抑制母鼠血清中ALT活性，在10、50、100、200μg/L AsIII处理组中，ALT分别降低68.13%、36.02%、54.94%、40.05%；而在10、50、100、200μg/L的AsⅤ处理组中，ALT分别降低70.08%、49.94%、35.28%、22.22%。然而不同于母鼠，子鼠血清中ALT活性在砷(AsIII和AsV)的暴露下呈现先上升后下降的趋势，均在10、50、100μg/L活性上升，而在200μg/L时其活性被抑制。而子鼠血清AST活性则在10、100μg/L AsIII处理组中活性升高，在50、200μg/L处理组中却出现抑制；与此同时，10、50、100μg/L AsV处理组中子鼠血清AST的活性升高，却在200μg/L处理组中出现抑制，这些表明砷暴露会导致小鼠肝功能出现障碍。此外，通过对免疫和炎症相关基因检测发现，砷会诱导机体炎症因子的表达；同时机体通过调控免疫基的表达抑制炎症的发生。结果表明砷会诱导炎症的发生，并对免疫系统造成影响。
(2)通过对超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase,SOD）活性和基因表达量的变化检测，发现：AsIII对小鼠肝脏组织中SOD活性有抑制作用可高达22.06%，而AsV对SOD活性有一定的促进作用最高为41.55%。母鼠肝脏组织中MDA（Malondialdehyde,MDA）含量出现降低趋势，子鼠MDA含量变化不大。砷暴露会使Cu/Zn-SOD mRNA表达出现显著的抑制，Mn-SOD mRNA表达水平总体上是上升趋势；Cu/Zn-SOD mRNA与SOD活性变化具有一致性。在AsIII和AsV的胁迫下抑制MT-1mRNA和MT-2mRNA的表达；砷处理组之间进行对比，发现较高浓度组的MT-1mRNA和MT-2mRNA相对表达量要比低浓度组高。HSP-70mRNA表达水平显著性上升，说明其在抗氧化中发挥重要作用。结果表明，砷暴露会诱导小鼠产生过量ROS(Reactive Oxygen Species,ROS)并造成氧化损伤，通过调节酶和基因来保证机体的健康状况。
(3)通过对Nrf2-Keap1信号通路的基因和蛋白表达检测发现，砷暴露会激活Nrf2-Keap1抗氧化元件。砷暴露会使Nrf2、Keap1mRNA大量表达，同时细胞核Nrf2蛋白和细胞质Keap1蛋白同样大量表达；会调控下游基因NQO1、HO-1、GCLC的表达。结果表明砷暴露会诱导Nrf2-Keap1抗氧化元件，在基因和蛋白水平上的表达，在抗氧化作用中发挥重要作用。
(1)通过对谷丙转氨酶（Alanine aminotransferase,ALT）和谷草转氨酶（Aspartate aminotransferase,AST）检测发现，As暴露会明显抑制母鼠血清中ALT活性，在10、50、100、200μg/L AsIII处理组中，ALT分别降低68.13%、36.02%、54.94%、40.05%；而在10、50、100、200μg/L的AsⅤ处理组中，ALT分别降低70.08%、49.94%、35.28%、22.22%。然而不同于母鼠，子鼠血清中ALT活性在砷(AsIII和AsV)的暴露下呈现先上升后下降的趋势，均在10、50、100μg/L活性上升，而在200μg/L时其活性被抑制。而子鼠血清AST活性则在10、100μg/L AsIII处理组中活性升高，在50、200μg/L处理组中却出现抑制；与此同时，10、50、100μg/L AsV处理组中子鼠血清AST的活性升高，却在200μg/L处理组中出现抑制，这些表明砷暴露会导致小鼠肝功能出现障碍。此外，通过对免疫和炎症相关基因检测发现，砷会诱导机体炎症因子的表达；同时机体通过调控免疫基的表达抑制炎症的发生。结果表明砷会诱导炎症的发生，并对免疫系统造成影响。
(2)通过对超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase,SOD）活性和基因表达量的变化检测，发现：AsIII对小鼠肝脏组织中SOD活性有抑制作用可高达22.06%，而AsV对SOD活性有一定的促进作用最高为41.55%。母鼠肝脏组织中MDA（Malondialdehyde,MDA）含量出现降低趋势，子鼠MDA含量变化不大。砷暴露会使Cu/Zn-SOD mRNA表达出现显著的抑制，Mn-SOD mRNA表达水平总体上是上升趋势；Cu/Zn-SOD mRNA与SOD活性变化具有一致性。在AsIII和AsV的胁迫下抑制MT-1mRNA和MT-2mRNA的表达；砷处理组之间进行对比，发现较高浓度组的MT-1mRNA和MT-2mRNA相对表达量要比低浓度组高。HSP-70mRNA表达水平显著性上升，说明其在抗氧化中发挥重要作用。结果表明，砷暴露会诱导小鼠产生过量ROS(Reactive Oxygen Species,ROS)并造成氧化损伤，通过调节酶和基因来保证机体的健康状况。
(3)通过对Nrf2-Keap1信号通路的基因和蛋白表达检测发现，砷暴露会激活Nrf2-Keap1抗氧化元件。砷暴露会使Nrf2、Keap1mRNA大量表达，同时细胞核Nrf2蛋白和细胞质Keap1蛋白同样大量表达；会调控下游基因NQO1、HO-1、GCLC的表达。结果表明砷暴露会诱导Nrf2-Keap1抗氧化元件，在基因和蛋白水平上的表达，在抗氧化作用中发挥重要作用。