【摘 要】
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铜是生物体中不可缺少的微量元素之一,在众多生理活动中发挥着不可替代的作用。然而动物摄入过量的铜可在多种组织器官中蓄积,产生毒性作用。已有研究表明,高铜可对动物心脏的形态结构和功能造成影响。现如今关于高铜致心脏毒性过程中线粒体自噬的发生及其机理的研究尚不多见,且在禽类方面的报道更是少之又少。因此,本研究通过对建立体内动物模型与体外细胞培养模型共同探讨高铜对肉鸡心肌细胞线粒体自噬的影响,为进一步拓展高
【基金项目】
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国家自然科学基金项目“线粒体自噬在高铜诱导肉鸡病理发生中的作用”(31572585); 十三五国家重点研发计划项目(2016YFD0501205)(2017YFD0502200);
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铜是生物体中不可缺少的微量元素之一,在众多生理活动中发挥着不可替代的作用。然而动物摄入过量的铜可在多种组织器官中蓄积,产生毒性作用。已有研究表明,高铜可对动物心脏的形态结构和功能造成影响。现如今关于高铜致心脏毒性过程中线粒体自噬的发生及其机理的研究尚不多见,且在禽类方面的报道更是少之又少。因此,本研究通过对建立体内动物模型与体外细胞培养模型共同探讨高铜对肉鸡心肌细胞线粒体自噬的影响,为进一步拓展高铜对肉鸡毒理学相关研究奠定基础。体内研究选取240羽1日龄商品代白羽肉鸡,将其随机分为4组,每组60羽。试验设置4组含铜日粮:对照组基础日粮铜含量参考NRC(2012)推荐的11 mg/kg,试验组铜含量分别为110 mg/kg(高铜Ⅰ组)、220 mg/kg(高铜Ⅱ组)和330 mg/kg(高铜Ⅲ组),在相同条件下以不同含铜量的日粮饲养肉鸡,于第1、3、5、7周采集心脏进行相关试验。使用酶标仪检测心肌细胞内T-AOC、SOD、CAT、GR的活性和MDA含量;免疫组化技术检测心脏组织中LC3Ⅱ阳性表达;RT-q PCR检测心脏组织线粒体自噬相关基因PINK1、Parkin、LC3Ⅰ、LC3Ⅱ、p62、NIX的m RNA表达水平;Western-blot检测心脏组织自噬相关蛋白PINK1、Parkin、LC3Ⅱ/LC3Ⅰ、p62的表达水平。结果显示,随着肉鸡日粮中铜含量的增加,T-AOC、SOD、CAT、GR的活性降低,MDA含量升高。与对照组相比,LC3Ⅱ在心脏细胞胞质中的阳性表达颗粒显著增多。同时,高铜组中线粒体自噬相关基因PINK1、Parkin、LC3Ⅰ、LC3Ⅱ、NIX m RNA的表达水平和PINK1、Parkin、LC3Ⅱ/LC3Ⅰ的蛋白表达水平呈现不同程度升高,而抑制p62 m RNA和蛋白表达水平。体外研究通过建立鸡心肌细胞培养模型,使用0、100、200、400μM不同浓度的硫酸铜处理鸡心肌细胞24 h。利用透射电镜观察线粒体自噬体;RT-q PCR检测线粒体自噬关基因PINK1、Parkin、LC3Ⅰ、LC3Ⅱ、p62、NIX的m RNA表达水平;Western-blot检测线粒体自噬相关蛋白LC3Ⅱ/LC3Ⅰ和p62的表达水平。结果发现,随着硫酸铜处理浓度的升高,心肌细胞内线粒体自噬水平上升;促进PINK1、Parkin、LC3Ⅰ、LC3Ⅱ、p62、NIX m RNA的表达;LC3Ⅱ/LC3Ⅰm RNA的表达升高,但p62蛋白的表达与对照组相比不显著。试验结果表明,高铜可以诱导鸡心肌细胞发生线粒体自噬。
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