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镉(Cadmium,Cd)是一种不易降解的环境污染物,对人类及动植物都具有严重的毒性,有研究已明确镉致肝脏及肾脏的毒性与自由基的过量产生及氧化压力(oxidative stress,OS)的积累是有联系的,因此,为减轻镉致的氧化损伤,寻找更安全有效的抗氧化物已成为现阶段的研究热点。其中,苦茶中的天然活性成分四甲基尿酸(theacrine)因其清除自由基的能力十分突出,有望成为新型的镉损伤保护试剂。本课题旨在研究theacrine对镉诱导的小鼠保护作用,并对其可能的机制进行初探。本实验通过腹腔注射CdCl2,构建镉诱导氧化损伤小鼠模型,以苦茶提取物theacrine作为保护药物,通过生理生化指标及组织形态学进行模型验证。同时,从体外和体内抗氧化、氧化指标及炎症因子和元素分析等多方面探讨了镉致小鼠氧化损伤的发病机制及theacrine的保护机制,为镉致氧化损伤的临床诊断及抗镉药物的开发提供数据支持和理论依据。(1)镉致小鼠损伤模型的建立及模型验证昆明小鼠随机分为空白对照组、镉损伤组、theacrine低中高3个浓度梯度的保护组,镉损伤组小鼠腹腔注射CdCl2,其余三组腹腔注射CdCl2后灌胃不同浓度的theacrine进行保护。经生理生化指标及组织形态学分析,验证模型构建成功。生理指标结果表明注射CdCl2的损伤组小鼠进食量明显减少,给予保护药后呈依赖性增加。生化指标结果检测表明血清甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白(HDL-C)较空白组相比,镉损伤组均有降低(P<0.05,P<0.01),低密度脂蛋白(LDL-C)、血肌酐(CRE)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)较空白组相比,损伤组明显升高(p<0.01,p<0.01,p<0.01,P<0.01),说明镉致损伤可使小鼠体内的生化指标发生紊乱,给予theacrine保护后,其损伤得到了明显的改善,同时检测DNA损伤分析及组织形态学观察小鼠肝脏和肾脏组织病理变化,验证镉致小鼠损伤模型构建成功,且theacrine对镉致小鼠损伤模型具有一定的保护作用,在30 mg/kg/day剂量下保护作用最显著。(2)theacrine对镉致小鼠氧化损伤的保护机制初探通过theacrine体外抗氧化实验,表明theacrine对超氧阴离子、羟自由基及DPPH·均具有清除能力。同时通过检测镉致小鼠氧化损伤组,theacrine保护组中肝脏和肾脏的氧化指标蛋白羰基化(PCO)及丙二醛(MDA),炎症因子一氧化氮(NO),抗氧化体系超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽(GSH)及过氧化氢酶(CAT),结果表明镉的毒性作用诱导损伤组各氧化指标MDA、PCO含量显著高于对照组(P<0.05),炎症因子NO含量上升(P<0.05),抗氧化酶SOD、GSH、CAT活性明显低于对照组(P<0.05),给予theacrine保护后氧化指标的上升得到抑制,抗氧化酶活性出现上升。说明theacrine能够减少镉致小鼠氧化损伤,起到保护作用;进一步对theacrine的金属螯合能力进行了研究,结果表明,与Cd2+的螯合作用,螯合率最大达60%左右;通过对肝脏、肾脏组织中的Cd2+、Cu2+、Fe2+、Zn2+的含量进行分析,结果显示镉的毒性作用导致小鼠肝脏、肾脏组织中各元素发生显著的变化,theacrine的保护能够缓解元素的变化趋势;为进一步讨论镉的遗传毒性,提取出全基因组,对肝细胞DNA的损伤借助琼脂糖凝胶电泳进行定性分析,theacrine保护组可阻止DNA分子片段化;结果显示theacrine对镉致小鼠氧化损伤的保护作用机制受多方面的影响,一方面可能是通过抑制体内自由基及炎症因子的产生,清除已有自由基,另一方面是螯合体内的Cd2+,减少Cd2+在肝脏及肾脏中的蓄积,减少其对体内必需金属元素平衡的干扰,因此本研究为进一步阐明theacrine对镉致小鼠氧化损伤的保护及可能机制提供科学依据。