芳香烃受体及肝脏代谢酶在饮用水有机提取物染毒大鼠肝脏中的表达及意义

摘要

目的：利用课题组前期制备的饮用水有机提取物致大鼠肝损伤动物模型，对芳香烃受体及下游调控基因（肝脏代谢酶）的表达及活性进行观察，探讨饮用水有机污染物的异常肝脏生物转化在肝损伤中的作用。
　　方法：于2012年7-9月（丰水期）采集该地的末梢水水样并制备有机提取物。将50只清洁级SD大鼠随机分为5组，分别为空白对照组、溶剂对照（玉米油）组和饮用水有机提取物低中高3个染毒组（剂量分别为5L/kg、20L/kg、80L/kg），每组10只，雌雄各半。采用经口灌胃方式进行染毒，每天1次，连续染毒12周。制备大鼠血清，采用分光光度法检测天冬氨酸转氨酶（Aspartate aminotransferas，AST）、丙氨酸转氨酶（Alanine amunotransferase，ALT）、胆碱酯酶（Cholinesterase，CHE）的活力及总蛋白（Total protein，TP）、白蛋白（Albumin，ALB）的含量；提取肝组织总RNA，采用实时荧光定量PCR（RT-qRCR）法检测芳香烃受体（aryl hydrocarbon receptor，AhR）、热休克蛋白90（heat shock protein90，HSP90）、芳香烃受体核转位蛋白(aryl hydrocarbon nuclear translocator，ARNT）、细胞色素1A2（CYP1A2）、细胞色素2E1（CYP2E1）、谷胱甘肽-S-转移酶A1（glutathione-S-transferase A1，GSTA1）的mRNA表达情况；提取肝组织总蛋白，采用蛋白印记（Western Blot）法检测AhR、HSP90、ARNT、CYP1A2、CYP2E1、GSTA1的蛋白表达情况；制备肝匀浆，采用分光光度法检测谷胱甘肽-S-转移酶（glutathione-S-trans ferase，GSTs）活力；制备肝微粒体，荧光分光光度法和活性比色法分别测定CYP1A2与CYP2E1酶活性；采用Spearman相关对芳香烃受体和肝脏代谢酶及肝损伤的相关性进行分析。
　　结果：（1）随着染毒剂量的增加，大鼠血清CHE活力在中、高剂量组明显升高，而ALT、AST活力仅在高剂量组升高（P<0.05）；与对照组相比，TP和ALB水平在高剂量组明显下降有统计学意义（P<0.05）。（2）与对照组相比，HSP90的mRNA和蛋白表达水平在低、中、高剂量组都明显升高，而AhR与ARNT的mRNA和蛋白表达水平仅在中、高剂量组升高（P<0.05）。（3）与对照组相比，CYP1A2与 GSTA1的mRNA和蛋白表达水平在中、高剂量组明显升高，而CYP2E1的mRNA和蛋白表达水平仅在高剂量组升高（P<0.05）；随着染毒剂量的增加，高剂量组GSTA1 mRNA和蛋白表达水平比中剂量组有所降低，差异具有统计学意义（P<0.05）；CYP1A2和GSTs酶活性在中剂量与高剂量组显著增加，而CYP2E1酶活性仅在高剂量组增加（P<0.05）；与中剂量组相比，高剂量组GSTs的酶活性则明显降低（P<0.05）。（4）肝脏代谢酶CYP1A2、GSTs酶活性与AhR蛋白表达水平均呈正相关关系；染毒大鼠血清CHE水平与AhR的蛋白表达水平及CYP1A2、CYP2E1、GSTs酶活性均呈正相关关系。
　　结论：（1）在本实验条件下，较高剂量饮用水有机提取物暴露可活化芳香烃受体AhR，从而诱导其配体HSP90及ARNT的转录表达和翻译表达。（2）芳香烃受体通路的异常上调，调控下游基因代谢酶CYP1A2与GSTA1的mRNA和蛋白表达增强，诱导代谢酶活性升高。（3）肝脏代谢酶活性异常升高，在对饮用水有机污染物解毒代谢的过程中，诱导自由基和毒性中间代谢物的产生，破坏细胞结构，造成肝细胞损伤。

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