孕期小鼠镉暴露通过低氧诱导因子-1α介导的DRP1上调诱发母体肝损伤

摘要

[背景]线粒体动力相关蛋白1(DRP1)调控的线粒体分裂在维持正常肝细胞功能中起重要作用,但DRP1在孕期小鼠镉暴露诱发母体肝损伤中的作用尚不清楚。[目的]探讨DRP1在孕期小鼠镉暴露诱发母体肝损伤中的作用及其调控机制。[方法]本研究分为动物实验、细胞实验两部分。(1)动物实验。妊娠14 d小鼠被随机分为对照组、低剂量镉组(LCd组:2.5 mg·kg^(–1))、高剂量镉组(HCd组:5 mg·kg^(–1)),次日早晨孕鼠经腹腔注射氯化镉(CdCl2)6、24 h后,处死并记录孕鼠体重、子宫和胎鼠质量以及母鼠肝脏质量。收集孕鼠血清和肝脏,通过检测血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天门冬氨酸氨基转移酶(AST)水平以及对孕鼠肝脏组织进行HE染色,观察孕鼠肝功能和肝脏组织结构有无改变,采用蛋白免疫印迹实验检测孕鼠肝脏氧化磷酸化相关蛋白、低氧诱导因子-1α(HIF-1α)蛋白和DRP1蛋白表达。(2)细胞实验。采用10μmol·L^(–1)CdCl_(2)处理小鼠肝实质AML12细胞0、2、6、12、24 h,检测氧化磷酸化相关蛋白、DRP1蛋白和HIF-1α蛋白表达;给予AML12细胞DRP1抑制剂Mdivi-1预处理1 h,10μmol·L^(–1)CdCl_(2)处理12 h,检测氧化磷酸化相关蛋白和DRP1蛋白表达;给予AML12细胞Hif-1αsiRNA处理48 h,10μmol·L-1 CdCl2处理6 h,检测HIF-1α和DRP1蛋白表达。[结果]动物实验结果发现,孕期小鼠镉暴露对母体肝脏质量和肝脏系数无影响,但肝细胞组织形态学发生改变,肝细胞出现坏死。与对照组孕鼠比较,染毒6 h后LCd组孕鼠血清ALT和AST水平均明显升高(P<0.05),染毒6、24 h后HCd组孕鼠血清ALT和AST水平均明显升高(P<0.05)。孕期小鼠镉暴露明显上调母体肝脏HIF-1α、DRP1表达和下调氧化磷酸化相关蛋白表达。体外细胞实验表明,经CdCl2处理AML12细胞6 h,氧化磷酸化相关蛋白表达明显降低,同时HIF-1α和DRP1蛋白表达明显升高;Mdivi-1预处理明显拮抗镉对AML12细胞氧化磷酸化相关蛋白表达的抑制效应,而Hif-1αsiRNA预处理显著拮抗镉对AML12细胞DRP1表达的上调效应。[结论]孕期小鼠镉暴露可能通过激活HIF-1α信号上调DRP1表达,进而抑制肝细胞氧化磷酸化水平,最终诱发母体肝损伤。