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玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZEA),也称F-2毒素,前期研究表明ZEA可以对机体产生肝毒性,诱导肝细胞的氧化损伤及凋亡。而桦木酸(betulinic acid,BA)是一类可以抵抗炎症、抵抗氧化应激的多酚类物质。目前研究较多的信号通路,如内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)、Nrf2、MAPK等已经被研究证实与机体氧化应激,细胞凋亡等紧密相关,那么ZEA导致的肝脏损伤以及BA对此的修复作用是否与上述信号通路的调节紧密相关?目前还未见具体的报导。目的:从分子生物学角度探讨ZEA对肝脏的损伤以及BA在此过程中的修复作用与机制,为临床上防治ZEA中毒以及BA的药物开发提供部分理论参考与实验基础。方法:将16±1 g的4周龄雄性昆明鼠,随机分成6组(n=10),分别是空白对照组、ZEA组(20 mg/kg·bw)、ZEA+低、高剂量BA组(0.25和0.5 mg/kg·bw)、ZEA+VE组(100 mg/kg·bw)和高剂量BA组(0.5 mg/kg·bw)。实验第1周,对照组与高剂量BA组灌服5%的乙醇溶液,其他各组灌服混于5%乙醇的ZEA悬浊液(20 mg/kg·bw),1次/d,连续7 d,对肝脏进行损伤造模;实验第2周空白组灌服淀粉糊溶液,其他各组灌服用淀粉糊悬浮的相应剂量BA与VE,1次/d,连续7 d后,解剖小鼠,收集血液和肝脏进行以下实验:评估肝脏脏器系数的变化;HE染色观察肝脏的组织形态改变;透射电镜观察肝脏内各细胞器种类数量及结构的变化;检测小鼠血清中与代谢相关的各类生化指标以及肝脏中钙离子含量变化;检测肝脏中活性氧(Reactive oxygen species,ROS)水平、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽(Glutathione,GSH)、谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase,GSH-Px)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)水平;Q-PCR检测白介素1β(Interleukin-1β,IL-1β)、白介素6(Interleukin-6,IL-6)、肿瘤坏死因子α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)和白介素10(Interleukin-10,IL-10)的表达情况;Tunel法检测肝细胞凋亡;Western blot检测小鼠肝脏ERS/MAPK/Nrf2信号通路中各蛋白的表达情况;免疫组化法检测小鼠肝脏中Caspase-3、CHOP、Nrf2的表达情况。结果:1)ZEA处理小鼠一周后小鼠脏器指数出现极显著上升(P<0.01),而BA治疗后极显著下调了肝脏脏器指数(P<0.01);2)HE染色发现,ZEA处理后,小鼠肝细胞出现肿胀,肝索排列紊乱,在BA治疗之后有效改善了ZEA造成的肝细胞形态结构的病理变化;3)电镜结果显示,ZEA导致肝脏中度水肿,胞质内线粒体水肿,膜內基质变淡,而BA治疗能一定程度上改善肝细胞的水肿,修复细胞器的损伤;4)ZEA处理并没有使小鼠血清中各项生化指标以及肝脏中钙离子含量发生显著变化,但在BA治疗组中总蛋白、总胆固醇以及尿素的含量均出现上升,白蛋白与球蛋白比值、谷草转氨酶和总胆红素的含量减少(P<0.05);5)在氧化应激方面,ZEA处理后极显著增加肝脏中ROS以及MDA的含量(P<0.01),相应抗氧化酶的水平出现显著下调,而在BA治疗组中,小鼠肝脏中ROS、MDA的含量出现极显著下降(P<0.01),相应抗氧化酶活性得到恢复(P<0.05);6)Q-PCR实验发现ZEA使IL-6、TNF-α的表达极显著上升(P<0.01),在相应的BA治疗后,IL-1β、IL-6、TNF-α出现显著性下降,IL-10显著性增加(P<0.01);7)在TUNEL凋亡实验中,ZEA极显著促进了肝细胞的凋亡,在BA治疗后,肝细胞的凋亡率出现极显著的下降(P<0.01);8)Western blot检测了ERS/MAPK/Nrf2信号通路中的相应蛋白含量变化,结果显示,ZEA显著增加了P38、JNK、ERK、PERK等蛋白的磷酸化(P<0.01,P<0.05),上调了Keap1、CHOP、BIP、ATF6、IRE1、Bax、Caspase9、Caspase3等蛋白的表达量,下调了Nrf2、HO-1、Bcl-2蛋白的表达(P<0.01,P<0.05),BA治疗后,显著改善了由ZEA引起的各蛋白表达的变化,并恢复到对照组水平;9)免疫组化结果显示Nrf2蛋白水平在ZEA处理后出现极显著的下降(P<0.01),CHOP、Caspase-3蛋白表达则出现极显著上升(P<0.01),在BA处理后上调了Nrf2的表达,下调了CHOP与Caspase-3的表达(P<0.01)。结论:BA可以缓解由ZEA导致的肝脏细胞形态结构的损伤,增强小鼠肝脏的抗氧化能力,减少ROS的产生,降低肝细胞的凋亡率,同时BA可能是通过调节ERS/MAPK/Nrf2信号通路中相关蛋白表达,从而进一步修复ZEA对小鼠肝脏造成的损伤。