丁烯酸内酯致氧化应激损伤及其作用机制

论文摘要

丁烯酸内酯（butenolide，BUT）是一种由镰刀菌产生的真菌毒素，能够引起动物多种毒性反应，对人类和动物的健康是一种潜在的危害。但到目前为止，其毒性作用机制尚未阐明。有研究表明，BUT能够引起动物多种组织明显的脂质过氧化作用，但该效应在BUT的毒性中的作用尚不清楚。在本研究中，采用生物膜毒理学的方法，以脂质过氧化作为中毒的起点，观察BUT对红细胞膜的氧化损伤作用。另外，考察了BUT对HepG2细胞内氧化还原状态的影响以及对细胞的毒性作用，并从氧化应激损伤的角度研究了BUT引起细胞毒性的作用机制。 实验结果表明，BUT能够引起红细胞膜发生明显的脂质过氧化，表现为浓度依赖性地增加脂质过氧化终产物丙二醛（MDA）的含量。BUT对红细胞膜蛋白的结构和功能具有明显的毒性损伤作用，表现为：浓度依赖性地降低细胞膜巯基的含量，抑制细胞膜Na+／K+-ATP酶和Ca2+／Mg2+-ATP酶的活性，增加膜蛋白弱固定化与强固定化比率（W／S），明显缩短膜蛋白的旋转相关时间τc。BUT对膜乙酰胆碱酯酶（AChE）的活性、唾液酸（SA）的含量及膜蛋白组分没有明显的影响。 BUT明显降低HepG2细胞内非酶性抗氧化物质谷胱甘肽（GSH）和蛋白巯基（P-SH）的含量，并显著增加细胞内活性氧（ROS）的产生，抑制细胞内主要的抗氧化酶如过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）及谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的活性；另外，BUT还能够引起细胞明显的脂质过氧化作用。上述结果表明，BUT能够引起细胞内明显的氧化应激。 BUT具有明显的细胞毒性，能够浓度与时间依赖性地降低HepG2细胞的存活率，并能引起细胞膜的损伤，使细胞内乳酸脱氢酶（LDH）的外漏增多。实验结果表明，BUT引起的细胞内氧化应激（GSH含量的降低和ROS的过量产生）参与了BUT的细胞毒性。巯基含量调节剂预处理能够明显影响BUT诱导的氧化应激和细胞毒性：含巯基化合物GSH、N-乙酰半胱氨酸（NAC）和二硫苏糖醇（DTT）能够明显抑制细胞内氧化应激的发生，并完全抑制BUT的细胞毒性；与之相反，细胞内GSH耗竭剂丁硫氨酸亚砜胺（BSO）和马来酸二乙酯（DEM）能够明显增强BUT诱导的氧化应激和细胞毒性。ROS清除剂D-甘露醇（Man）

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.镰刀菌与镰刀菌毒素
• 1.1 镰刀菌
• 1.2 镰刀菌毒素
• 2.丁烯酸内酯及其毒性
• 3.氧化应激
• 4.立题依据
• 参考文献
• 第二章 丁烯酸内酯的生物膜毒理学研究
• 1.实验材料
• 2.实验方法
• 3.实验结果
• 3.1 BUT对红细胞膜的脂质过氧化作用
• 3.2 BUT对红细胞膜总巯基及自由巯基含量的影响
• 3.3 BUT对红细胞膜唾液酸含量的影响
• 3.4 BUT对红细胞膜乙酰胆碱酯酶活性的影响
• 3.5 BUT对红细胞膜ATP酶活性的影响
• 3.6 BUT对红细胞膜W／S比率及旋转相关时间的影响
• 3.7 BUT对红细胞膜蛋白组分的影响
• 3.8 BUT对红细胞膜通透性的影响
• 4.讨论
• 5.小结
• 参考文献
• 第三章 丁烯酸内酯对细胞内氧化还原状态的影响
• 1.实验材料
• 2.实验方法
• 3.实验结果
• 3.1 BUT对细胞内GSH含量的影响
• 3.2 BUT对细胞内蛋白巯基含量的影响
• 3.3 BUT对细胞内GSSG含量的影响
• 3.4 BUT对细胞内ROS产生的影响
• 3.5 BUT对细胞的脂质过氧化作用
• 3.6 BUT对细胞内主要抗氧化酶活性的影响
• 3.6.1 BUT对细胞内CAT活性的影响
• 3.6.2 BUT对细胞内GSH-Px活性的影响
• 3.6.3 BUT对细胞内SOD活性的影响
• 4.讨论
• 5.小结
• 参考文献
• 第四章 丁烯酸内酯的细胞毒性及氧化应激在其毒性中的作用
• 1.实验材料
• 2.实验方法
• 3.实验结果
• 3.1 BUT的细胞毒性作用
• 3.1.1 BUT对细胞存活率的影响
• 3.1.2 BUT对细胞内LDH外漏的影响
• 3.1.3 BUT对细胞形态的影响
• 3.2 巯基含量调节剂对BUT致细胞内巯基含量降低和细胞毒性的影响
• 3.2.1 含巯基化合物对BUT致细胞内巯基含量降低和细胞毒性的影响
• 3.2.2 BSO对BUT致细胞内GSH含量降低和细胞毒性的影响
• 3.2.3 DEM对BUT致细胞内GSH含量降低和细胞毒性的影响
• 3.3 ROS清除剂对BUT致细胞内ROS过量产生和细胞毒性的影响
• 3.4 ROS清除剂和含巯基化合物对BUT致细胞脂质过氧化的影响
• 3.5 BUT致细胞内GSH含量降低的可能机制
• 3.5.1 BUT与GSH的体外结合反应
• 3.5.2 BUT对细胞内GST活性的影响
• 3.6 BUT致细胞内巯基含量降低与ROS过量产生之间的关系
• 3.6.1 含巯基化合物对BUT致细胞内ROS过量产生的影响
• 3.6.2 BSO对BUT致细胞内ROS过量产生的影响
• 3.6.3 DEM对BUT致对细胞内ROS过量产生的影响
• 3.6.4 ROS清除剂对BUT致细胞内GSH含量降低的影响
• 4.讨论
• 5.小结
• 参考文献
• 第五章 丁烯酸内酯对线粒体结构和功能的影响
• 1.实验材料
• 2.实验方法
• 3.实验结果
• 3.1 线粒体呼吸链抑制剂对BUT致细胞内ROS过量产生的影响
• 3.2 线粒体解偶联剂对BUT致细胞内ROS过量产生的影响
• 3.3 DPI和L-NNA对BUT致细胞内ROS过量产生的影响
• 3.4 NDGA和INDO对BUT致细胞内ROS过量产生的影响
• 3.5 BUT对线粒体膜电位的影响
• 3.6 含巯基化合物对BUT致线粒体膜电位降低的影响
• 3.7 线粒体在BUT的细胞毒性中的作用
• 3.7.1 呼吸链抑制剂ROT和AA对BUT的细胞毒性的影响
• 3.7.2 解偶联剂CCCP对BUT的细胞毒性的影响
• 3.7.3 线粒体通透性转换孔抑制剂CsA对BUT的细胞毒性的影响
• 4.讨论
• 5.小结
• 参考文献
• 结论
• 致谢
• 发表文章