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随着经济的快速发展以及环境问题的日益突出,藻类水华在世界各地的淡水水体中频繁暴发,并成为许多淡水水体重要特征之一。微囊藻在全球范围内广泛存在,在中国是形成水华种类中最常见的一种。微囊藻因其能够产生潜在的肝毒素.微囊藻毒素(Microcystin-LR,MCs)而被世人熟知。作为一种烈性的肝毒素,MCs不仅在长期暴露的情况下引发肝癌,急慢性曝露还能使肝脏发生炎症反应,严重的可以导致肝脏出血甚至肝组织坏死。而目前对于如何去除微囊藻水华和饮用水中的微囊藻毒素尚缺乏有效的工艺和技术。因此,如何预防和治疗微囊藻毒素对人类的危害是一个亟待解决的问题。
莱菔硫烷(SFN)是一种主要存在于西兰花和其他十字花科蔬菜中的异硫氰酸盐类物质,具有抗氧化、防癌、抗癌等功能,研究证实SFN对于多种癌症(如乳癌、前列腺癌、胃癌、肺癌等)的防御和治疗可起到良好的效果。为了调查和证明SFN对MC-LR诱导的毒性是否也能起到抑制作用,我们以模式细胞株及小鼠为对象,开展了以下几个方面的研究工作:
1.以NIH3T3及HepG2细胞为实验材料,用MTS、Colony Formation、Annexin V-FITC三种方法进行细胞活力的检测,同时对细胞内ROS和GSH水平进行测定,发现SFN可以抑制ROS的增加,并上调GSH的表达,增强细胞的抗氧化能力达到抑制MC-LR诱导的细胞毒性的作用。
2.小鼠进行腹腔注射染毒后,对其死亡率和病理学检测结果进行分析发现:SFN+MC-LR组的死亡率明显低于MC-LR组(70%vs20%,P<0.05),存在显著性差异;病理学观察,SFN+MC-LR组小鼠肝受损程度较轻,同MC-LR相比,肝细胞的的形态、炎症反应以及凋亡现象明显减少。
3.SFN对MC-LR引起Balb/c小鼠肝脏发生损伤的防御机理研究发现:①从血清中ALT和AST活力的变化中,可以看出SFN有效的抑制了MC-LR引起的ALT和AST活性的上升,且在MC-LR剂量为50μg/kg的时候,SFN的抑制作用最为明显;②肝细胞浆中,SFN对MC-LR诱导的LPO和GSH活性的升高有显著性抑制作用;这可能与SFN激活Nrf2及其下游相关的二相解毒酶NQO1、HO-1等的表达有关:③MC-LR对促炎症因子TNF-α的诱导呈时间剂量依赖性的增加,SFN对MC-LR诱导的TNF-α的抑制作用也呈剂量性增加;④SFN通过对caspase-3活性以及CYP2E1上调的抑制,同时调控相关凋亡蛋白的表达量,能够有效的抑制MC-LR诱导的细胞凋亡。这个结果说明,SFN通过其抗氧化、抗炎症以及抗凋亡的功能可以有效的预防MC-LR引起的肝损伤。
综上所述,本论文研究发现SFN可以有效的抑制MC-LR诱导的细胞毒性及肝损伤。该研究结果为我们预防MC-LR的毒害的方法提供了一条新思路,也为临床治疗MC-LR引起的肝损害提供了依据。