叶黄素活化Nrf2信号通路拮抗砷致肝脏毒性的研究

【作者】 李述刚； 丁玉松； 牛强； 徐上知； 庞丽娟； 马儒林； 闫贻忠； 冯刚玲； 郭淑霞；

【机构】 石河子大学医学院；

【摘要】 目的砷可以通过氧化应激导致肝功能损伤;叶黄素具有抗氧化作用;核转录相关因子2(Nrf2)在生物体抗氧化损伤过程中发挥了重要的作用。关于叶黄素拮抗砷致肝功能损伤及其与Nrf2的关系未见报道。本研究旨在揭示叶黄素拮抗砷致肝功能损伤效应,阐明Nrf2信号通路在拮抗过程中的作用,为防治砷中毒和开发利用叶黄素提供依据。方法 40只昆明种小鼠(20±2g)随机分为4组,10只/组(雌雄各半)分别接受生理盐水、4mg/kg·bw三氧化二砷(ATO)、40mg/kg·bw叶黄素(LU)、ATO(4mg/kg·bw)+LU(40mg/kg·bw)灌胃35天,实验结束称体重,采取断头取血,摘取肝脏,计算体重增重、肝脏系数。应用HE染色观察肝脏组织形态改变。采用试剂盒检测肝功能指标天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、丙氨酸氨基转移酶(ALT);氧化损伤和抗氧化损伤指标丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)、超氧化物歧化酶(SOD)、总抗氧化能力(TAOC)。利用实时定量PCR、western blot和免疫组化法检测Nrf2及其下游关键酶醌氧化还原酶(Nqo1)、血红素单加氧酶1(HO-1)、谷胱甘肽-S-转移酶(GST)的mR NA、蛋白表达水平。采用一般线性模型(2×2析因设计方差分析法)分析叶黄素对三氧化二砷的拮抗作用。结果病理切片可见,ATO组有肝细胞边界不清、细胞膜消失、细胞崩解成碎片、脂肪变性明显等改变,而ATO+LU组仅见肝细胞脂肪变性和充血,未见气球样变和肝细胞崩解。ATO组肝功能ALT、AST水平显著高于对照组(P<0.05)。LU组ALT、AST、MDA、SOD、GSH、T-AOC水平与对照组差异无统计学意义。ATO+LU组肝脏病理损伤程度、ALT、AST均低于ATO组(P<0.05);ATO+LU组MDA水平低于ATO组(P<0.05),GSH、SOD、T-AOC水平均高于ATO组(P<0.05);且LU与ATO在体重、肝脏系数、ALT、AST、GSH、T-AOC等指标上的交互作用有统计学意义(P<0.05)。LU组肝脏组织中Nrf2、Nqo1、Ho1、Gst的mR NA、蛋白表达水平高于对照组(P<0.05),ATO+LU组的表达水平最高(P<0.05)。免疫组化可见Nrf2在细胞核表达,Nqo1、Ho1、Gst在包浆、包膜上有表达。结论叶黄素可能通过活化Nrf2信号通路发挥抗氧化损伤的作用,进而拮抗了砷致肝功能损伤。更多还原