內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在不同鈣營養(yǎng)條件下母鼠氟露后仔鼠腦細(xì)胞凋亡中的作用.pdf

1、氟是一種非金屬化學(xué)元素，廣泛分布在自然界中，也是人體必需的微量元素，它可通過水、空氣和土壤等介質(zhì)進(jìn)入人體，造成人體長期過量攝入，在機(jī)體中積累，從而引起機(jī)體損傷，稱為地方性氟中毒，主要表現(xiàn)在骨骼和牙齒上，臨床上稱為氟骨癥和氟斑牙。人體過量氟會通過胎盤屏障進(jìn)入子代機(jī)體，并在子代機(jī)體中積累，并透過血腦屏障影響子代腦發(fā)育。低鈣膳食可能是氟中毒的主要誘發(fā)和促進(jìn)因素之一，能引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)過度應(yīng)激，增加腦細(xì)胞凋亡率，增強(qiáng)氟對神經(jīng)毒性作用，而高鈣膳食能明顯

2、減輕氟中毒引起的機(jī)體損傷。氟中毒對腦發(fā)育及其功能損傷的相關(guān)研究已較深入，膳食鈣對氟中毒致骨相器官損傷影響的也有所報道，但膳食鈣對氟中毒致非骨相器官，特別是對腦損傷影響卻鮮有報道。本實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室前期研究的基礎(chǔ)上，探討內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在不同鈣營養(yǎng)條件下氟暴露致仔鼠腦細(xì)胞凋亡中的作用及分子機(jī)理，探尋鈣對母鼠氟暴露致仔鼠腦細(xì)胞凋亡影響的分子機(jī)理，評價飲食鈣對氟中毒的干預(yù)作用，為地氟病的防治提供基礎(chǔ)資料。
　　實(shí)驗(yàn)時選擇清潔級健康初斷乳的SD雌性

3、的大鼠共50只，雄性的大鼠共25只（供交配），適應(yīng)一周之后，隨機(jī)分成5個組。對照組(Control)飲食自來水(水中氟含量＜0.2mg/L)聯(lián)合常食飼料（鈣含量0.79％）;高氟組(F)飲食100mg/L的NaF溶液聯(lián)合常食飼料;低鈣組(LCa)飲食自來水聯(lián)合低鈣飼料（鈣含量0.063％）;高氟低鈣組(F+LCa)飲食100mg/L的NaF溶液聯(lián)合低鈣飼料;高氟高鈣組(F+HCa)飲食100mg/L的NaF溶液聯(lián)合高鈣飼料（鈣含量7％）

4、。雄性大鼠飲用自來水，食用標(biāo)準(zhǔn)飼料(水中氟含量＜0.2mg/kg，鈣含量為7～10g/kg);溶劑均為自來水。雌鼠染毒3個月后，以母鼠氟斑牙及血/尿氟含量作為亞慢性氟中毒動物模子復(fù)制成型的標(biāo)準(zhǔn)，之后以雄性和雌性比例為1∶1合籠交配，取胎鼠、14天及28天日齡仔鼠進(jìn)行相關(guān)的測試實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)各組均采用母/仔鼠體重和仔鼠血/尿氟、血/尿鈣含量、凋亡情況、腦海馬神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激伴侶分子BIP、CHOP、CRT蛋白/基因及腦海馬神經(jīng)細(xì)胞相關(guān)凋亡信

5、號通路分子Bcl-2、Caspase12、JNK蛋白/基因表達(dá)水平作為觀察指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
　　(1)氟中毒動物模型的檢測結(jié)果:氟暴露3個月之后觀察母鼠切齒氟斑牙癥狀，跟對照組對比，F(xiàn)組與F+LCa組切齒外輪廓出現(xiàn)清晰黃色和白色相間條紋，氟斑牙癥狀顯著，有白斑或者缺損;F+HCa組切齒外輪廓有輕微的黃色和白色相間條紋，氟斑牙癥狀較輕。跟對照組對比，F(xiàn)+LCa組的血氟的濃度顯著性升高(p＜0.05)，F(xiàn)組和F+LCa組母鼠尿氟濃

6、度均極顯著上升(p＜0.01)，F(xiàn)+HCa組母鼠尿氟濃度顯著性下降(p＜0.05)。以上結(jié)果表明，母鼠氟暴露3個月以后，亞慢性氟中毒動物模型復(fù)制成型。
　　(2)體重稱量結(jié)果:跟對照組對比，LCa組和F+LCa組母鼠體重均極顯著減少(p＜0.01)，F(xiàn)組和F+HCa組母鼠體重均無顯著性差異(p＞0.05);14日齡仔鼠F組、LCa組和F+LCa組得仔鼠體重均極顯著減少(p＜0.01)，F(xiàn)+HCa組仔鼠體重?zé)o顯著性差異(p＞0.05

7、);28日齡仔鼠LCa組和F+LCa組仔鼠體重均極顯著減少(p＜0.01)，F(xiàn)組和F+HCa組得仔鼠體重均顯著性減少(p＜0.05)。
　　(3)血氟/鈣與尿氟/鈣含量測定結(jié)果:跟對照組對比，F(xiàn)+LCa組血氟濃度均極顯著增加(p＜0.01)，14日齡雄鼠F組血氟濃度均顯著性增加(p＜0.05)，28日齡雄鼠F組血氟濃度極顯著增加(p＜0.01);14日齡雄鼠和28日齡仔鼠LCa組和F+LCa組血鈣的濃度均極顯著減少(p＜0.01)

8、，14日齡雌鼠F+LCa組血鈣含量顯著減少(p＜0.05)，28日齡雌鼠F+HCa組血鈣含量顯著性增加(p＜0.05)，28日齡雄鼠F+HCa組血鈣含量極顯著增加(p＜0.01);各組仔鼠F組和F+LCa組尿氟含量均極顯著增加(p＜0.01)，F(xiàn)+HCa組尿氟含量顯著性增加(p＜0.05);各組仔鼠LCa組和F+LCa組尿鈣濃度均極顯著減少(p＜0.01)，14日齡雄鼠和28日齡仔鼠F+HCa組尿鈣含量極顯著增加(p＜0.01)，14日

9、齡雌鼠F+HCa組尿鈣含量顯著性增加(p＜0.05)。跟F組對比，14日齡仔鼠F+LCa組血氟濃度均極顯著增加(p＜0.01)，28日齡仔鼠和14日齡雄鼠LCa組血氟含量顯著性減少(p＜0.05);14和28日齡雄鼠F+LCa組血鈣含量極顯著減少(p＜0.01)，14和28日齡雌鼠F+LCa組血鈣含量顯著性減少(p＜0.05)，28日齡仔鼠F+HCa組血鈣含量極顯著增加(p＜0.01)，28日齡仔鼠LCa組血鈣含量顯著性減少(p＜0.0

10、5);各組仔鼠LCa組尿氟含量極顯著減少(p＜0.01)，F(xiàn)+HCa組尿氟含量顯著性減少(p＜0.05);各組仔鼠的LCa組和F+LCa組尿鈣的濃度均極顯著減少(p＜0.01)，28日齡仔鼠和14日齡雄鼠F+HCa組尿鈣含量極顯著增加(p＜0.01)，14日齡雄鼠F+HCa組尿鈣含量顯著性增加(p＜0.05)。
　　(4)相關(guān)氧化應(yīng)激血液指標(biāo)測定結(jié)果:與對照相比，14日齡雌鼠F+HCa組與各組仔鼠F組和F+LCa組血清中MDA含量

11、均極顯著上升(p＜0.01);各組仔鼠F組和F+LCa組血清中SOD、GSH-Px和T-AOC活力均極顯著下降(p＜0.01);LCa組和F+HCa組仔鼠血清中T-AOC活力均顯著性下降(p＜0.05)。跟F組對比，14日齡的仔鼠和28日齡的雌鼠F+LCa組的血清中MDA的濃度均極顯著上升(p＜0.01)，28日齡仔鼠和14日齡雄鼠LCa組和F+HCa組的血清中MDA濃度均顯著下降(p＜0.05);各組仔鼠F+HCa組血清中SOD、GS

12、H-Px和T-AOC活力顯著性上升(p＜0.05);F+LCa組血清中，28日齡仔鼠SOD、T-AOC和28日齡雌鼠GSH-Px與14日齡雌鼠SOD及14日齡雄鼠GSH-Px、T-AOC活力均顯著下降(p＜0.05)，14日齡雌鼠和28日齡的雄鼠GSH-Px的活力均極顯著下降(p＜0.01);LCa組血清中，各組仔鼠T-AOC與28日齡仔鼠和14日齡雌鼠GSH-Px及14日齡仔鼠SOD活力均顯著上升(p＜0.05)，14日齡的雄鼠GSH

13、-Px和28日齡雄鼠SOD活力均極顯著上升(p＜0.01)。
　　(5)腦海馬細(xì)胞凋亡檢測結(jié)果:胎鼠和仔鼠對照組和LCa組腦海馬組織凋亡細(xì)胞比較少見，F(xiàn)組和F+LCa組凋亡細(xì)胞顯著上升，F(xiàn)+HCa組凋亡細(xì)胞跟F組的對比有減少的趨勢。
　　(6)PCR檢測結(jié)果:跟對照組對比，F(xiàn)組與F+LCa組胎鼠和仔鼠BIP、CHOP、CRT、Caspase12及JNK基因表達(dá)水平均極顯著上升(p＜0.01)，Bcl-2基因表達(dá)水平均極顯著下

14、降(p＜0.01);F+HCa組胎鼠和仔鼠BIP、CHOP、CRT、Caspase12及JNK基因表達(dá)水平均顯著性上升(p＜0.05)，Bcl-2基因表達(dá)水平均顯著下降(p＜0.05);LCa組胎鼠和14日齡雌鼠Bcl-2基因表達(dá)水平均顯著下降(p＜0.05)及Caspase12和JNK基因表達(dá)水平均顯著性上升(p＜0.05)，28日齡雄鼠的CRT基因表達(dá)水平均顯著性上升(p＜0.05)。跟F組對比，F(xiàn)+LCa組胎鼠和14日齡雌鼠及28

15、日齡仔鼠BIP和CHOP基因與28日齡仔鼠Caspase12基因和28日齡雌鼠CRT基因表達(dá)水平均極顯著上升(p＜0.01)，胎鼠及仔鼠Bcl-2基因表達(dá)水平均顯著下降(p＜0.05)，胎鼠和14日齡雌鼠Caspase12和JNK基因及14日齡雄鼠Caspase12基因與28日齡的仔鼠JNK基因表達(dá)水平均顯著性上升(p＜0.05);LCa組胎鼠和28日齡仔鼠的BIP、CHOP、CRT基因及14日齡仔鼠的Caspase12和JNK基因表達(dá)

16、水平均顯著性下降(p＜0.05)，胎鼠和28日齡雄鼠Bcl-2基因表達(dá)水平均顯著性上升(p＜0.05)，14日齡仔鼠和28日齡14日齡的仔鼠和28日齡的雌鼠的Bcl-2基因表達(dá)水平全都極顯著上升(p＜0.01)。
　　綜上所述，母鼠飲水型氟中毒會改變子代血/尿氟濃度，降低血液中相關(guān)氧化應(yīng)激酶活性，增加丙二醛含量，使腦海馬神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激伴侶分子BIP、CHOP、CRT基因/蛋白升高，腦海馬神經(jīng)細(xì)胞相關(guān)凋亡信號通路分子Caspas

17、e12、JNK基因/蛋白表達(dá)水平也升高Bcl-2基因/蛋白表達(dá)水平卻下降，從而腦海馬凋亡細(xì)胞增加，最終損傷子代腦細(xì)胞。結(jié)果提示，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在不同鈣營養(yǎng)條件下母鼠氟暴露后仔鼠腦凋亡中起重要作用，食料高鈣（鈣含量7％）干預(yù)母鼠飲水型氟中毒致仔鼠腦細(xì)胞凋亡的分子機(jī)理可能是通過上調(diào)Bcl-2表達(dá)、下調(diào)BIP、CHOP、CRT、Caspase12及JNK表達(dá)，從而抑制氟暴露致大鼠腦細(xì)胞凋亡過度，而母鼠食用低鈣飼料（鈣含量0.063％），同時飲用高