【摘 要】
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目的:随着社会的发展,人类进入工业化,重金属被广泛应用于多种领域。铜等重金属在通讯电缆、高低压电线以及各种电机制造中被广泛应用。但是在重金属广泛应用于工业发展的同时,它们带来的污染及对健康的影响成为重要的卫生学问题。本课题组前期对镁矿和玻璃厂工人重金属暴露情况进行调查发现,两厂工人尿中铜与镍的含量均显著升高,说明两厂工人有铜与镍的暴露。铜镍联合暴露是否对肝脏氧化应激和细胞凋亡具有交互作用未见报道。
【基金项目】
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国家自然基金面上项目:砷调控膀胱上皮细胞HER2过表达的分子机制及其在下游肿瘤的相关信号通路的作用,项目编号:81673207；
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目的:随着社会的发展,人类进入工业化,重金属被广泛应用于多种领域。铜等重金属在通讯电缆、高低压电线以及各种电机制造中被广泛应用。但是在重金属广泛应用于工业发展的同时,它们带来的污染及对健康的影响成为重要的卫生学问题。本课题组前期对镁矿和玻璃厂工人重金属暴露情况进行调查发现,两厂工人尿中铜与镍的含量均显著升高,说明两厂工人有铜与镍的暴露。铜镍联合暴露是否对肝脏氧化应激和细胞凋亡具有交互作用未见报道。为此,通过构建铜镍联合暴露小鼠模型观察铜、镍对小鼠肝脏氧化应激、线粒体凋亡途径及死亡受体凋亡途径相关因子是否具有交互作用,探讨铜镍联合暴露对肝脏氧化应激及细胞内外源性凋亡途径损伤的作用机制。实验方法:选用雄性昆明小鼠60只,称量小鼠初始体重并随机分成四组,各组分别为:对照组饮蒸馏水,铜暴露组饮150ppm Cu SO4,镍暴露组饮300ppm Ni SO4·6H2O,铜镍联合暴露组饮150ppm Cu SO4+300ppm Ni SO4·6H2O;暴露12周并每周记录各组小鼠体重,称量肝脏并计算脏器系数;原子吸收法检测各组小鼠肝脏中铜和镍的含量;试剂盒检测小鼠血清中ALT、AST肝功能指标;对各组小鼠肝脏组织切片进行HE染色和TUNEL染色;利用试剂盒检测小鼠肝脏GSH、CAT、T-AOC氧化应激指标;Western Blot检测小鼠肝脏Bcl-2、Bax、Fas、Fas L、TNFR1、TRADD、FADD、Caspase-8及Cleaved-Caspase-8的蛋白相对表达水平。结果:1、铜镍联合暴露对小鼠的一般情况:各组小鼠体重没有明显的改变。2、铜镍暴露12周后,发现铜暴露组和铜镍联合暴露组的小鼠肝脏中铜含量显著高于对照组和镍暴露组（P<0.01）;镍暴露组和铜镍联合暴露组的小鼠肝脏中镍含量显著高于对照组和铜暴露组（P<0.01）。3、铜镍联合暴露对小鼠肝脏损伤的毒性作用:HE染色显示各暴露组小鼠肝细胞中央静脉结构紊乱,肝细胞间隙变大,排列松散,有明显的炎性细胞浸润。脏器系数方面,与对照组相比,各暴露组显著降低（P<0.05或P<0.01）。肝功指标方面:与对照组相比,各暴露组小鼠血清ALT显著升高（P<0.05或P<0.01）,铜镍联合暴露组与单独重金属暴露组比较,ALT显著升高（P<0.05或P<0.01）,析因分析结果显示铜、镍对小鼠肝脏ALT水平影响不存在交互作用;与对照组相比,各暴露组小鼠血清AST均显著升高（P<0.01）。析因分析结果显示铜镍暴露是否存在均对小鼠血清AST水平起到影响,结合均值发现铜镍联合暴露组的肝脏AST水平高于铜暴露组但低于镍暴露组,表明铜拮抗了镍对AST水平的影响,镍协同了铜对AST水平的影响。4、氧化应激方面:与对照组相比,仅有铜镍联合暴露组小鼠肝脏GSH、CAT显著降低（P<0.01）;与对照组相比,各暴露组小鼠T-AOC显著降低（P<0.05或P<0.01）;铜镍联合暴露组的GSH水平与铜暴露组相比显著降低（P<0.01）,其余指标与单独的铜、镍暴露组相比虽有降低但差异未达到显著程度。析因分析结果显示铜镍联合暴露对小鼠肝脏GSH、CAT、T-AOC均无交互作用。5、铜镍联合暴露对小鼠肝脏线粒体及死亡受体途径介导凋亡方面的影响:TUNEL染色结果显示,与对照组相比,其余各组肝细胞凋亡数量明显增多,且铜镍联合暴露组增多最为明显。线粒体途径介导凋亡方面:各暴露组小鼠肝脏Bcl-2蛋白相对表达量与对照组相比显著降低（P<0.01）,而Bax蛋白相对表达量显著上升（P<0.05或P<0.01）;铜镍联合暴露组与单独的铜、镍暴露组相比,Bcl-2蛋白相对表达水平显著下降（P<0.01）,Bax显著上升（P<0.05或P<0.01）。析因分析结果显示,铜镍联合暴露对小鼠肝脏Bcl-2、Bax蛋白表达量水平不存在交互作用。铜镍联合暴露对小鼠肝脏死亡受体途径的影响:与对照组相比,各暴露组小鼠肝脏Fas、Fas L、FADD、TNFR1、TRADD、Cleaved-Caspase-8蛋白相对表达水平显著上升（P<0.05或P<0.01）,铜镍联合暴露组与单独铜、镍暴露组相比,上述因子蛋白相对表达水平除Fas L没有达到差异显著程度外,其余均显著上升（P<0.01）;各暴露组小鼠肝脏Caspase-8蛋白相对表达水平显著下降（P<0.01）,铜镍联合暴露组与单独的铜、镍暴露组相比表现为显著下降（P<0.01）。析因分析结果显示,铜镍联合暴露对小鼠肝脏Fas、Fas L、FADD、Caspase-8蛋白表达量水平不存在交互作用;对小鼠肝脏TNFR1、TRADD、Cleaved-Caspase-8蛋白表达水平存在交互作用并表现为协同作用。结论:1、铜镍联合暴露可能会破坏肝细胞结构,导致肝脏发生氧化应激,进而引起肝脏损伤。2、铜镍联合暴露可能通过激活线粒体途径和死亡受体途径从而诱导肝细胞凋亡,并对死亡受体途径中TNFR1、TRADD、Cleaved-Caspase-8具有协同作用。
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