【摘 要】
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环境污染对生态环境和人类健康的影响已引起人们的高度重视。多溴联苯醚(Polybrominated Diphenyl Ethers,PBDEs)是一种持久性环境有机污染物,主要通过饮食暴露于人体,并引起多种毒性。PBDEs进入动物体内后主要储备在脂肪组织和肝脏中,具有持久性、亲脂性等特点。橙皮苷(Hesperidin,Hsp)是柑橘类水果中的主要黄酮活性成分,前期研究已证实Hsp具有多种生物学活性;
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环境污染对生态环境和人类健康的影响已引起人们的高度重视。多溴联苯醚(Polybrominated Diphenyl Ethers,PBDEs)是一种持久性环境有机污染物,主要通过饮食暴露于人体,并引起多种毒性。PBDEs进入动物体内后主要储备在脂肪组织和肝脏中,具有持久性、亲脂性等特点。橙皮苷(Hesperidin,Hsp)是柑橘类水果中的主要黄酮活性成分,前期研究已证实Hsp具有多种生物学活性;抗炎抗氧化、抗肥胖、抗糖尿病、免疫调节等。目前,尚未有关于比较BDE-209对肥胖个体肝脏损伤作用的研究,以及Hsp干预BDE-209诱导肝脏损伤的报道。因此本研究利用小鼠为实验对象,在高脂和普通两种膳食模式下暴露于BDE-209,比较BDE-209的肝脏毒性。同时,通过对小鼠膳食同时补充Hsp和BDE-209进行干预,评价Hsp对BDE-209致小鼠肝脏损伤的保护作用,主要从氧化损伤、内质网应激和线粒体凋亡这三个方面来探究Hsp在体内的保护作用和潜在机理。本研究还建立体外实验探究BDE-209与亚硝酸钠的毒性关系,并评价Hsp在体外的保护作用。主要研究内容如下:(1)通过喂饲普通和高脂两种膳食,对比正常和肥胖两种状态下BDE-209(100mg/kg)对小鼠肝脏损伤的影响。结果显示,BDE-209暴露加重了小鼠肝脏脂肪堆积,促进TG和LDL在肝脏积累。与普通膳食相比,BDE-209在高脂膳食下诱导更严重的肝脏功能下降和组织损伤,肥胖状态下BDE-209致小鼠肝脏ALT和AST处于更高的水平,增加肝组织出现炎性细胞的局灶性浸润出现坏死性变性和核碎裂,肝组织脂肪变性,促进TC积累。其次,BDE-209在高脂膳食模式下具有更加显著的氧化应激诱导功能,具体表现在相对正常膳食来说,高脂膳食小鼠暴露于BDE-209后,ROS和MDA增量更大,抗氧化酶SOD、GSH和GST抑制作用更明显。另外,BDE-209在两种膳食模式下促进小鼠肝细胞凋亡,但在肥胖背景下更发挥更加显著的作用。(2)建立小鼠体内实验,观察小鼠肝脏病理状态,测定血清和肝脏组织生化指标,研究Hsp(100mg/kg)对BDE-209(100 mg/kg)诱导小鼠肝脏损伤的保护作用。结果显示Hsp能显著缓解BDE-209诱导的肝细胞凋亡、肝组织结构破坏等症状。另外,Hsp可显著改善BDE-209诱导的肝功能损伤,如Hsp可显著降低BDE-209染毒小鼠血清肝脏AST、ALT、ALP活力。同时,与BDE-209组相比,Hsp增强体内抗氧化酶系统的活性,如:SOD、GSH-Px和CAT的活性显著增加,ROS和过氧化物产物MDA的含量显著降低。此外Hsp能够下调血清和肝组织中IL-1β、IL-2、TNF-α的表达,提升抗炎因子IL-4和IL-10的水平,有效缓解了BDE-209诱导的炎症反应。(3)对小鼠内质网和线粒体功能的研究进一步阐明Hsp的保护机制。结果显示,BDE-209诱导小鼠肝脏肝组织中MAPK(ERK1/2,JNK)途径磷酸化水平上升,内质网应激标志蛋白(ATF6、CHOP)表达,IRE1、PERK磷酸化水平显著上升、线粒体膜电位(MMP)去极化、线粒体ATP含量和线粒体拷贝数(mtDNA)显著下降;电镜下发现BDE-209暴露小鼠肝脏线粒体膜破损,内质网钙离子通道(IP3R1,Sigmar1)和肝脏钙离子受体(CaSR、CaM)被大量激活;体外验证发现BDE-209(6.25μM)处理HepG2细胞中线粒体内Ca2+水平增加。Hsp(160μM)干预可显著缓解以上不利变化,这表明Hsp可能通过缓解BDE-209诱导的氧化应激,抑制MAPK途径磷酸化以改善内质网应激,减少钙离子由内质网向线粒体过度转移来调节BDE-209在小鼠中诱导的线粒体凋亡依赖型细胞凋亡。(4)建立Chou-Talalay(CI等效)数学模型评估BDE-209与亚硝酸(Sodium Nitrite,SN)之间的相互作用,再结合高内涵(High Content Analysis,HCA)技术揭示其细胞毒性作用机制和Hsp的保护作用。结果显示与BDE-209、SN单独作用相比,其混合物毒性显示出协同效应,Hsp的预处理能显著逆转BDE-209和SN混合物在HepG2细胞中诱导的ROS蓄积、线粒体密度和膜电位下降、Ca2+稳态丧失、SOD活性下降(P<0.05)及遗传毒性(γH2AX荧光灶和细胞微核数的显著增加),表明Hsp对BDE-209和亚硝酸钠组合的毒性协同作用对细胞功能具有保护作用。综上所述,BDE-209在肥胖小鼠中发挥更加严重的肝脏损伤作用,而Hsp作为一种天然来源的可食用成分,对预防膳食性BDE-209毒性以及其联合毒性,减缓BDE-209引起的肝脏损伤具有重要的保护作用。同时也为以Hsp为原料的高附加值产品的开发提供参考价值。
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