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目的:通过建立丙烯腈(acrylonitrile,ACN)致雄性SD大鼠肝损伤模型,观察并研究大鼠肝损伤表现,探讨氧化应激、PI3K/AKT信号通路在ACN致大鼠肝细胞凋亡中的作用,为ACN肝毒性机制的深入研究提供可靠依据。方法:60只成年健康雄性SD大鼠,随机分为5组,每组12只,分别为:对照组(玉米油)、低ACN组(11.5 mg/kg)、中ACN组(23.0 mg/kg)、高ACN组(46.0 mg/kg)、N-乙酰半胱氨酸(N-acetylcysteine,NAC)组。灌胃染毒,灌胃容积为5.0 mL/kg,每天1次,每周6天,共28天,其中NAC组先给予300.0mg/kg NAC 30 min后,再给予高剂量ACN。末次染毒结束24 h后用乙醚麻醉大鼠,心脏采血后处死。(1)摘取大鼠肝组织,称量肝脏湿重,计算肝脏器系数;(2)制备肝组织HE病理切片,镜下观察大鼠肝组织结构的病理学改变;(3)离心血浆,测定大鼠血清中肝功能相关酶丙氨酸氨基转移酶(alanine aminotransferase,ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(aspartate aminotransferase,AST)水平;(4)TUNEL染色法检测大鼠肝细胞凋亡水平;(5)制备大鼠肝组织匀浆,检测氧化应激指标过氧化氢酶(catalase,CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、总抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)的活力,以及谷胱甘肽(glutathione,GSH)和丙二醛(malondialdehyde,MDA)的含量;(6)qRT-PCR法检测大鼠肝组织PI3K/AKT信号通路相关基因PI3K、AKT mRNA的相对表达水平和线粒体凋亡途径相关基因Bad、Bcl-2、Cyt c、Caspase-3 mRNA的相对表达水平;(7)Western Blot法检测大鼠肝组织PI3K/AKT信号通路相关蛋白PI3K、p-PI3K、AKT、p-AKT的相对表达水平以及线粒体凋亡通路相关蛋白Bad、p-Bad、Bcl-2、Bax、Caspase-9、Cyt c、Caspase-3的相对表达水平。结果:(1)大鼠肝脏湿重及脏器系数:低ACN组肝脏湿重和脏器系数以及高ACN组脏器系数高于对照组(P<0.05)。(2)大鼠肝组织结构变化:对照组肝小叶结构清晰,肝细胞形态正常、大小均匀、核圆,肝索整齐,肝窦明显;低ACN组镜下未见明显的异常改变;中ACN组胞浆出现轻度疏松,肝细胞形态破坏,肝索界限较模糊;高ACN组肝小叶结构不清晰,肝细胞肿胀,核空泡变,脂肪滴增多,肝血窦充血;NAC组肝细胞体积变大,胞浆疏松,肝索排列较整齐,与高ACN组相比损伤较轻。(3)大鼠肝功能相关血清酶:与对照组相比,低、高ACN组ALT活力升高,中、高ACN组AST活力升高(P<0.05);NAC组ALT活力较高ACN组降低(P<0.05)。(4)TUNEL染色:与对照组相比,低、中ACN组凋亡阳性细胞数显著增多(P<0.05)。(5)大鼠肝脏氧化应激指标:与对照组相比,低ACN组CAT活力降低,SOD、GSH-Px活力升高(P<0.05);中ACN组CAT活力降低,MDA含量升高(P<0.05);高ACN组CAT活力降低,SOD活力升高,GSH含量降低,MDA含量升高(P<0.05)。NAC组MDA含量较高ACN组降低(P<0.05)。(6)qRT-PCR:与对照组相比,低ACN组Bad、Caspase-3 mRNA相对表达升高,Bcl-2 mRNA相对表达降低(P<0.05);中ACN组PI3K、Bcl-2 mRNA相对表达降低,Cyt c mRNA相对表达升高(P<0.05);高ACN组PI3K、Bcl-2 mRNA相对表达降低,Bad mRNA相对表达升高(P<0.05);各ACN组AKT mRNA相对表达水平差异无统计学意义(P>0.05)。NAC组Bad mRNA相对表达较高ACN组降低(P<0.05)。(7)Western Blot结果:与对照组相比,低ACN组pro-Caspase-3蛋白相对表达降低,cleaved-Caspase-3蛋白相对表达升高(P<0.05);中ACN组PI3K、p-Bad、pro-Caspase-3蛋白相对表达降低,Bad、Bax、Caspase-9、Cyt c蛋白相对表达升高,Bcl-2/Bax降低(P<0.05);高ACN组p-PI3K、p-AKT、p-Bad、Bcl-2、pro-Caspase-3蛋白相对表达降低,Bad、Bax、Caspase-9、Cyt c、cleaved-Caspase-3蛋白相对表达升高,Bcl-2/Bax降低(P<0.05);各ACN组AKT蛋白相对表达水平差异无统计学意义(P>0.05)。与高ACN组相比,NAC组PI3K、p-Bad、pro-Caspase-3蛋白相对表达升高,Bax、Caspase-9、cleaved-Caspase-3蛋白相对表达降低(P<0.05)。结论:(1)ACN可改变大鼠肝组织结构,影响血清肝功能相关酶活力,造成肝损伤。(2)ACN诱导的氧化应激、PI3K/AKT信号通路的抑制和线粒体凋亡途径的激活是ACN致大鼠肝细胞凋亡的可能机制。