双酚A暴露通过ROS诱导巨噬细胞M1极化促进肉鸡缺硒性胰腺纤维化机制研究

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双酚A(Bisphenol A,BPA)是一种普遍存在的环境污染物,对机体健康有害,广泛应用于塑料容器、医疗器械、餐具等工业和日常生活中。巨噬细胞发挥作用与极化状态密切相关,大量研究发现BPA暴露能影响巨噬细胞极化过程。硒是动物体内一种不可缺少的微量元素,在多种生理过程中起着关键作用。缺硒症是一个世界性的问题,会引起机体组织器官发生多种损伤,例如炎症、纤维化。纤维化是成纤维细胞大量增殖以及细胞外基质积聚并伴随着炎症损伤为特征的病理过程。研究证实,巨噬细胞极化状态是导致纤维化的重要原因之一。受地球化学环境特征和化工业制造业的快速发展的影响,环境BPA暴露和缺硒往往同时出现。为探讨BPA暴露对鸡缺硒性胰腺纤维化的影响及巨噬细胞极化在胰腺纤维化中的作用,本研究将80只1日龄肉鸡随机分为4组,对照组、BPA暴露组(BPA组)、缺硒组(-Se组)和BPA+缺硒组(BPA+-Se组),每组20只。体外试验分为7组,对照组、BPA暴露组、BPA和抗氧化剂(NAC)组(BPA+NAC组)、缺硒组(-Se组)、缺硒和抗氧化剂(NAC)组(-Se+NAC组)、BPA+缺硒组(BPA+-Se组)、(BPA+-Se)和抗氧化剂(NAC)组(BPA+-Se+NAC组)。应用ICP-MS法、H&E染色、Masson染色、免疫荧光、q RT-PCR及Western blot等方法,对组织病理结构、抗氧化水平(CAT、T-AOC、ROS、H2O2及MDA)、JAK2-STAT3/NF-κB通路相关指标(JAK2、STAT3及NF-κB)、巨噬细胞极化相关指标(CD86、IL-1β、TNF-α、CD163及IL-10)、纤维化相关指标(α-SMA、FN1、COLIA1、MMP2、TIMP2、TGF-β1及Smad3)等指标进行了检测,具体的试验结果如下:(1)鸡胰腺组织硒含量和BPA含量检测结果显示,-Se组、BPA+-Se组的硒含量显著低于对照组和BPA组,且BPA+-Se组中硒含量显著低于-Se组。BPA组、BPA+-Se组的BPA含量显著高于对照组和-Se组,且BPA+-Se组中BPA含量显著高于BPA组,表明BPA处理会抑制鸡胰腺对硒的吸收。(2)鸡胰腺病理组织检测结果显示,对照组胰腺结构清晰,腺泡和胰岛细胞形态饱满,排列有序,无空泡化发生。BPA和缺硒单独及联合处理都观察到组织发生损伤,腺泡之间小叶间隙增宽并出现空泡,胰岛细胞排列紊乱,形状各异,线粒体嵴断裂,出现空泡化。BPA与缺硒联合组的显微结构损伤程度与BPA组和-Se组相比更加明显。Masson分析结果发现BPA组和-Se组胰腺腺体萎缩,腺泡间隙存在着蓝色条索状胶原染色,BPA与缺硒联合组蓝色胶原染色程度高于BPA组和-Se组。结果表明BPA和缺硒导致胰腺组织损伤和纤维化,并且BPA和缺硒对鸡胰腺组织具有联合毒性。(3)BPA暴露促进缺硒诱导的胰腺组织抗氧化酶CAT和T-AOC活性减弱,ROS水平、H2O2及MDA含量增加。体外试验的结果显示BPA暴露和缺硒处理HD11、CEF及共培养体系降低了CAT和T-AOC活性,增加ROS水平、H2O2及MDA含量。此外,体外试验添加NAC后显著降低BPA组、-Se组和BPA+-Se组ROS水平、H2O2及MDA含量,增加CAT和T-AOC活性。这些结果表明,BPA暴露促进缺硒诱导的胰腺组织、HD11、CEF单培养及共培养体系氧化应激。(4)BPA暴露促进缺硒诱导鸡胰腺组织巨噬细胞M1/M2失衡,M1巨噬细胞细胞因子IL-1β和TNF-α的m RNA表达升高,M2巨噬细胞细胞因子IL-10的m RNA表达降低,表明BPA暴露促进缺硒诱导鸡胰腺组织内巨噬细胞趋向M1亚型,并分泌炎性细胞因子。BPA和缺硒处理CEF与HD11的共培养体系中,同样观察到M1巨噬细胞数量增加以及炎性细胞因子表达升高,进一步证明巨噬细胞在BPA暴露和缺硒处理后趋向M1亚型。NAC有效缓解BPA暴露对缺硒诱导的巨噬细胞趋向M1亚型的影响。(5)BPA暴露促进缺硒通过JAK2-STAT3/NF-κB信号通路诱导鸡胰腺组织巨噬细胞极化。BPA和缺硒处理HD11诱导M1极化,极化的巨噬细胞中JAK2、STAT3和NF-κB的表达增加,NAC有效缓解了JAK2-STAT3/NF-κB信号通路的激活,表明BPA暴露促进缺硒通过JAK2-STAT3/NF-κB信号通路诱导的巨噬细胞极化。(6)BPA暴露促进缺硒引起的胰腺组织和共培养体系纤维化标记物α-SMA、FN1和COLIA1表达水平升高,纤维化调节因子MMP2、TGF-β1和Smad3表达水平升高,TIMP2表达水平降低。NAC有效缓解了共培养体系引起的纤维化标记物及纤维化调节因子表达升高,表明BPA暴露促进缺硒通过氧化应激诱导纤维化发生。综上所述,BPA暴露通过ROS/JAK2-STAT3/NF-κB信号通路诱导巨噬细胞M1极化促进鸡缺硒胰腺组织纤维化。这一结果丰富了BPA暴露促进缺硒诱导的胰腺损伤的分子机制,为胰腺纤维化损伤的预防和治疗提供新策略。
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