SIRT1在PM2.5诱导大鼠肺组织氧化应激中的表达变化及N-乙酰半胱氨酸的干预作用

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目的：大气细颗粒物（PM2.5）是目前空气污染对人体产生危害的主要污染物，氧化应激是PM2.5致病的主要途径之一。氧化应激指的是氧化和抗氧化两个系统失衡引发的一系列生理病理过程。沉默信息调节因子2相关酶1（SIRT1）是sirtuins蛋白家族的一类具有NAD+依赖性的组蛋白及非组蛋白去乙酰化酶。许多研究证实SIRT1通过对组蛋白及非组蛋白去乙酰化调节，在抵抗氧化应激方面发挥重要作用。N-乙酰半胱氨酸（NAC）作为一种含巯基的化合物，具有显著的抗氧化作用，目前已广泛应用于临床治疗。本研究旨在建立PM2.5亚急性暴露大鼠模型，研究氧化应激状态下SIRT1在肺组织中表达的变化，探讨SIRT1在抗氧化应激过程中的作用机制及NAC对其的干预作用，为临床研究及治疗提供新思路。
　　方法：
　　1.建立模型：24只健康SD雄性大鼠随机分为三组，分别为PM2.5组、PM2.5+NAC组、净化器组（对照组），12周后处死大鼠。PM2.5组大鼠，吸入石家庄市室外空气；PM2.5+NAC组大鼠，吸入石家庄市室外空气，NAC以150mg/kg/d剂量予以灌胃；净化器组，吸入加用空气净化器的室内洁净空气。
　　2.制备大鼠的肺组织石蜡切片并进行HE染色观察肺组织形态学及病理变化。
　　3.硫代巴比妥酸法（TBA）测肺组织匀浆丙二醛（MDA）含量。
　　4.应用RT-PCR方法检测肺组织SIRT1、FoxO3a和MnSOD的基因表达水平。
　　5.应用Western-blot方法检测肺组织SIRT1、FoxO3a和MnSOD的蛋白水平。
　　6.应用SIRT1活性比色法定量检测试剂盒检测肺组织中SIRT1酶活性水平。
　　结果：
　　1.大鼠的一般情况:净化器组的大鼠精神状态良好，反应敏捷，皮毛光滑，进食及饮水较前无变化；PM2.5组大鼠蜷缩，反应稍迟钝，活动度尚可，进食及饮水未见明显异常；PM2.5+NAC组大鼠一般情况与净化器组相比变化不明显。
　　2.大鼠的肺组织病理改变：PM2.5组的大鼠肺组织表现为肺泡壁变薄，肺泡间隔较净化器组略增厚，肺间质内及肺泡腔内可见较多炎性细胞浸润；PM2.5+NAC肺组织炎性改变程度介于PM2.5组及净化器组之间。
　　3.大鼠肺组织中MDA及MnSOD含量改变：TBA法检测大鼠肺组织匀浆中MDA含量结果显示 PM2.5组明显高于净化器组（1.52±0.11vs0.99±0.07，P<0.01）,NAC干预后的实验组大鼠肺组织MDA含量较前下降（1.30±0.19 vs1.52±0.11，P<0.01）;应用RT-PCR及Western blot法检测 MnSOD基因及蛋白表达结果显示 PM2.5组表达较净化器组明显降低（0.98±0.06vs1.41±0.04，0.75±0.09vs1.45±0.03，P<0.01），NAC干预后MnSOD基因及蛋白表达水平增高（1.21±0.01vs0.98±0.06，1.29±0.04vs0.75±0.09，P<0.01）。
　　4.大鼠肺组织SIRT1和FoxO3a的基因表达水平变化：应用RT-PCR法分别检测SIRT1和FoxO3a基因水平，结果显示二者在PM2.5组表达较净化器组明显降低（1.04±0.04 vs1.83±0.08，0.89±0.09vs1.38±0.09，P<0.01），NAC干预后SIRT1和FoxO3a基因表达水平均增高（1.52±0.04 vs1.04±0.04，1.21±0.07vs0.89±0.09，P<0.01）。
　　5.大鼠肺组织 SIRT和 FoxO3a的蛋白表达水平变化：应用Western blot法分别检测SIRT1和FoxO3a蛋白表达水平，结果显示二者在PM2.5组表达较净化器组明显降低（0.51±0.05 vs1.43±0.04，0.42±0.09vs1.33±0.09，P<0.01），NAC干预后SIRT1和FoxO3a蛋白表达水平均增高（1.08±0.05 vs0.51±0.05，1.17±0.10vs0.42±0.09，P<0.01）。
　　6.大鼠肺组织SIRT1酶活性变化：应用活性定量比色法检测大鼠肺组织SIRT1酶活性水平，结果显示PM2.5组酶活性较净化器组明显降低（0.31±0.08 vs0.96±0.37，P<0.01），NAC干预后SIRT1酶活性水平增高（0.63±0.05 vs0.31±0.08，P<0.01）。
　　结论：
　　1.肺组织内SIRT1的差异性表达可能在PM2.5诱导的大鼠肺组织氧化应激损伤过程中发挥重要作用。
　　2.SIRT1可能通过上调FoxO3a的表达水平，进而增强下游MnSOD的表达活性，从而在PM2.5诱导机体氧化损伤的过程中发挥保护作用。
　　3.NAC能够上调SIRT1的表达水平，可能是NAC降低PM2.5诱导的大鼠肺组织氧化损伤的调控机制之一。

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作者
杨露;
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作者单位

河北医科大学;

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授予单位河北医科大学;
学科内科学
授予学位硕士
导师姓名袁雅冬;
年度 2016
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类肺炎;氨基酸及其衍生物;
关键词
大气细颗粒物; 急性暴露; 沉默信息调节因子2相关酶; 肺组织表达; N-乙酰半胱氨酸; 抗氧化应激;

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