SO2對大鼠心臟及腦線粒體損傷的分子機制.pdf

1、SO2污染在全球范圍內(nèi)已成為一種普遍現(xiàn)象,SO2吸入后所引起的機體疾病也正受到廣泛的關(guān)注。有資料顯示 SO2吸入增加了心腦血管疾病的發(fā)生率和死亡率。因此,研究SO2對機體的損傷機制就顯得尤為重要。
　　本文采用不同濃度的NaHSO3(0,10,30,100μM)對大鼠H9C2心肌細胞進行24 h體外染毒,采用動式吸入染毒給大鼠吸入不同濃度的SO2(0,3.5,7,14 mg/m3,4h/d,30d)。對H9C2細胞、大鼠心臟及腦組

2、織進行以下檢測:采用分光光度法檢測線粒體膜電位及細胞色素C氧化酶活性,采用化學(xué)發(fā)光法檢測ATP含量,采用熒光定量PCR技術(shù)檢測線粒體DNA含量,采用熒光定量RT-PCR技術(shù)檢測氧化磷酸化途徑中復(fù)合體IV與V中亞基CO1,CO2,CO3,CO4及ATP6&8的mRNA表達水平,采用熒光定量RT-PCR及Western blot技術(shù)檢測調(diào)控線粒體氧化磷酸化功能的核轉(zhuǎn)錄因子PGC-1α、NRF1及TFAM的mRNA和蛋白表達情況。
　　

3、結(jié)果表明:(1)SO2及其衍生物處理后,大鼠心肌細胞線粒體功能受損,表現(xiàn)為線粒體膜電位及細胞色素C氧化酶活性下降,ATP含量降低;NaHSO3/SO2染毒后線粒體DNA含量也顯著降低;NaHSO3/SO2同時顯著降低了由mtDNA編碼的CO1, CO2,CO3及ATP6&8的mRNA水平,然而nDNA編碼的CO4的mRNA水平未受影響;在體外實驗中NaHSO3可顯著降低三個調(diào)控基因PGC-1α、NRF1和TFAM的轉(zhuǎn)錄和翻譯水平,在體內(nèi)

4、實驗中,NRF1和TFAM的mRNA表達水平在所有SO2處理組均顯著下降,但PGC-1α僅在14 mg/m3處理組顯著下降;而翻譯水平上,三種調(diào)控基因在所有處理組,均顯著性降低。上述結(jié)果提示SO2可能通過下調(diào)PGC-1α、NRF1和TFAM三種核轉(zhuǎn)錄因子,進而影響線粒體DNA的復(fù)制,使線粒體DNA編碼基因的轉(zhuǎn)錄水平降低,最終造成心臟線粒體氧化磷酸化功能異常,能量產(chǎn)生不足,進而導(dǎo)致心力衰竭、心律不齊等心血管系統(tǒng)疾病。(2)與心臟不同,SO

5、2及其衍生物處理后,刺激了大鼠腦線粒體的生物合成,主要表現(xiàn)在線粒體膜電位升高,細胞色素C氧化酶活性增加,ATP含量增加,線粒體DNA含量也顯著增加;氧化磷酸化復(fù)合體IV和V的幾種亞基(CO1,CO2,CO3,CO4,ATP6&8)的mRNA表達水平也增加;對于調(diào)控基因,SO2及其衍生物處理并沒有改變 PGC-1α的 mRNA表達水平及蛋白表達水平,NRF1的mRNA表達水平也沒有明顯變化,但蛋白表達水平有所增加,而TFAM的mRNA表達