萝卜硫素对重铬酸钾诱导的心脏损伤的疗效评估

摘要

铬是国际公认的对动物和人有致癌作用的重金属，被国际癌症研究机构列为一类致癌物，全球有数百万的工作者承受着工作环境中高浓度铬对健康的威胁。工业排放的铬废渣和雨水冲刷带入泥土中的铬加剧了重金属的环境污染，农田土壤中的铬含量逐年提高，不仅对农作物造成严重危害，而且对畜牧业和动物源性食品安全也造成严重威胁。铬在自然环境中常以化合物的形式存在，性质比较稳定的是三价铬和六价铬。六价铬的毒性是三价铬的100多倍，六价铬进入动物机体后，被体内抗氧化物质还原成五价铬等中间价态，且伴随着活性氧(Reactive oxygen species，ROS)的产生，破坏机体的氧化和抗氧化平衡，提示氧化应激是铬导致机体损伤的关键途径。 萝卜硫素(Sulforaphane，SFN)是大量存在于十字花科植物中的天然抗氧化剂，拥有抗氧化、抗凋亡、抗炎和抗癌等多种生物活性。心脏由于缺乏抗氧化酶，所以更易受到氧化损伤。本研究旨在探索SFN对六价铬化合物重铬酸钾(K2Cr2O7)导致的心肌损伤是否具有治疗效果和应用潜力。 试验分两部分进行。第一部分为K2Cr2O7致心脏损伤模型建立试验，选取6-8周龄，体重在160-180 g之间的雄性Wistar大鼠28只，随机分为4组，每组7只，Control组，K2Cr2O7三个剂量给药组分别腹腔注射2、4、6 mg/kg，试验为期35天，所有大鼠自由饮食。35天后，收集试验动物的血液和组织样品进行以下检测:血常规检查;心脏损伤指标检查:检测乳酸脱氢酶(Lactic dehydrogenase，LDH)、α-羟丁酸脱氢酶(Alpha-hydroxybutyrate dehydrogenase，HBDH)、肌酸激酶(Creatine kinase，CK)和心肌型肌酸激酶同工酶(Creatine kinase-MB，CK-MB)的活性;氧化应激指标检查:检测丙二醛(Methane dicarboxylic aldehyde，MDA)，谷胱甘肽(Glutathione，GSH)和超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase，SOD);心脏形态学观察。第二部分为SFN干预K2Cr2O7心脏毒性试验。28只大鼠分为四组，Control组，SFN组，K2Cr2O7单独给药组，K2Cr2O7和SFN联合给药组。Control组大鼠每天腹腔注射和皮下注射用于溶解K2Cr2O7和SFN的生理盐水;SFN组大鼠每天皮下注射4 mg/kg SFN溶液，腹腔注射生理盐水;K2Cr2O7组大鼠每天腹腔注射4 mg/kg K2Cr2O7溶液，皮下注射生理盐水;K2Cr2O7和SFN联合给药组大鼠每天腹腔注射4 mg/kg K2Cr2O7溶液，皮下注射4 mg/kg SFN溶液。除与第一部分试验相同的检测外还应用苏木精-伊红染色（H&E染色）法观察心脏组织的病理学变化;原位末端标记法(Terminal transferase-mediated dUTP nick-end labeling，TUNEL)检测心肌细胞凋亡率;此外，运用免疫印迹法(Western blot)对Nrf2等通路及其相关因子进行检测。 第一部分试验结果显示K2Cr2O7给药组的饮食欲减退，白细胞数目逐渐增多，红细胞数目和血红蛋白含量逐渐降低，心功能酶活性逐渐升高，表明K2Cr2O7对大鼠的毒性作用逐渐增强。第二部分试验显示K2Cr2O7单独给药组大鼠饮食欲减退，精神不振，体重增加量减小;血液学检查，K2Cr2O7单独给药组红细胞数目和血红蛋白含量减少，白细胞数目增多;心肌酶CK和CK-MB，HBDH和LDH的活性在K2Cr2O7组均升高;氧化应激指标检测显示，K2Cr2O7导致大鼠心脏中MDA含量升高，GSH含量和SOD活性降低;病理检查发现，K2Cr2O7组心脏组织观察到明显的病变，表明K2Cr2O7引起了严重的心脏损伤，而在K2Cr2O7和SFN联合给药组，这些改变均得到了明显的减轻，据此初步判定SFN能够减轻K2Cr2O7诱导的心脏损伤。进一步的试验发现，K2Cr2O7显著增加心肌细胞的凋亡率，施用SFN明显减少心肌细胞的凋亡;Western blot检测Nrf2等通路相关蛋白水平结果也揭示SFN减轻K2Cr2O7诱导的心脏氧化损伤。 综上，SFN可以通过影响氧化应激来减轻K2Cr2O7导致的心脏损伤，SFN对K2Cr2O7引起的心脏毒性具有良好的治疗效果和潜在的应用价值。

目录

声明

摘要

1 前言

1．2 萝卜硫素(Sulforaphane，SFN)

1．2．1 概述

1．2．2 SFN的抗氧化活性

1．2．3 SFN的抗凋亡活性

1．2．4 SFN的抗炎活性

1．3 试验目的与意义

2 材料与方法

2．1 试验材料

2．1．1 主要仪器

2．1．2 主要试剂

2．1．3 主要试剂的配制

2．2 试验方法

2．2．2 SFN干预K2Cr2O7致Wistar大鼠心脏损伤试验

2．2．3 数据处理

3 结果

3．1 临床症状

3．2 体重变化

3．2．2 SFN干预K2Cr2O7诱导的心脏损伤试验的体重变化

3．3 血液指标变化

3．3．2 SFN干预K2Cr2O7诱导的血液指标变化

3．4 心脏功能指标变化

3．4．2 SFN干预K2Cr2O7诱导的心功能指标变化

3．5 心脏病理学变化

3．5．2 SFN干预K2Cr2O7诱导的心脏组织病理学变化

3．6 心脏氧化应激相关指标变化

3．6．2 SFN干预K2Cr2O7诱导的心脏氧化应激相关指标变化

3．7 心肌细胞凋亡变化

3．8 Western blot检测心脏蛋白表达水平的变化

3．8．1 SFN对心脏中抗氧化信号通路相关蛋白表达的影响

3．8．2 SFN对心肌细胞凋亡相关蛋白表达的影响

3．8．3 SFN对心脏中炎性反应相关蛋白表达的影响

4 讨论

4．2 SFN对K2Cr2O7致心脏氧化损伤的影响

4．3 SFN对K2Cr2O7致心肌细胞凋亡和炎性反应的影响

4．4 应用前景

5 结论

致谢

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的学术论文