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目的:多环芳烃是一类常见的持续性环境污染物,主要来源于有机物的不完全燃烧。当前人类暴露在各种含有多环芳烃的环境中,例如汽车尾气、工业污水以及受污染的食物等。已有研究表明多环芳烃对人类的身体健康会产生严重的危害。芘是含有四个苯环的多环芳烃,在美国环境保护组织列出的16种优先控制的PAHs污染物种类中所占比例较高。但是目前关于芘对动物机体产生毒性作用机制研究尚未出现比较完善的科学报道。组成型雄甾烷受体CAR是核受体超家族中的重要成员,能够在肝脏中高度表达,在动物机体受到外源或内源化合物入侵时,它能通过调节其靶基因的表达来控制这些物质在体内的代谢。本研究旨在说明核受体CAR在芘引起的肝毒性中的介导作用,为预防和降低芘的危害提供理论依据。 方法:选用8周大雄性的CAR基因敲除小鼠和其同窝出生的野生型小鼠(C57BL/6)作为实验动物,根据体重随机分组,对照组灌胃玉米油,实验组灌胃两种剂量的芘(150和300 mg/kg/day),连续4天灌胃后第5天处死小鼠。为了探究核受体CAR是否能够被芘激活,本实验还以小鼠单次腹腔注射3 mg/kg的TCPOBOP作为阳性对照。断头处死小鼠,收集血液,离心得上清,测定血清中ALT含量。解剖小鼠取得肝脏,将一小块肝脏组织浸泡在10%的中性福尔马林缓冲液中,用石蜡包埋,苏木精和伊红染色后进行病理切片观察。抽提肝组织总RNA并反转录成cDNA,采用荧光定量PCR法以GAPDH基因含量为内参,检测肝组织中有关药物代谢酶的基因表达。用Western Blot方法以Laminβ为细胞核蛋白的内参,GAPDH为细胞总蛋白内参,检测有关蛋白的表达。 结果:⑴芘暴露能够使野生型小鼠肝细胞核中的CAR蛋白含量显著上升,并且上调其靶基因CYP2B10的mRNA表达,但是不能使CAR基因敲除小鼠产生相应的变化。⑵在两种剂量的芘暴露下,野生型小鼠的相对肝重相对比较对照组相比有统计学意义的升高,而CAR基因敲除小鼠没有升高。⑶在两种剂量的芘暴露下,野生型小鼠血清中的ALT水平较其对照组相比有统计学意义的上升,而CAR基因敲除小鼠没有出现相应的毒性症状。⑷高剂量的芘暴露下(300 mg/kg/day),野生型小鼠肝组织切片较对照组相比,出现肝细胞肿胀,细胞质红染,细胞核固缩等病理变化;而CAR基因敲除小鼠较对照组相比,没有出现相应变化。⑸芘暴露下的野生型小鼠,肝组织中的药物代谢酶CYP2B10、CYP3A11、GSTm1、GSTm3和 SULT1A1的mRNA表达较对照组相比都有显著意义的上升(P<0.05),但是相同处理下的CAR基因敲除小鼠相应酶的mRNA表达较对照组相比没有发生具有统计学意义的变化。芘暴露下的野生型小鼠和CAR基因敲除小鼠肝脏中CYP1A1和CYP1A2的mRNA表达较对照组相比都有显著意义的上升(P<0.05)。但是芘暴露下的野生小鼠较其对照组相比,肝脏中UGT1A6的mRNA表达水平下降,且具有统计学意义(P<0.05),而CAR基因敲除小鼠此基因的表达水平较对照组相比没有发生变化。⑹高剂量芘暴露下(300 mg/kg/day)的野生型小鼠,肝组织中的药物代谢酶CYP2B10的蛋白表达较对照组相比有明显的上升,而CAR基因敲除小鼠此蛋白表达较对照组相比没有发生变化;芘暴露下的野生型小鼠和CAR基因敲除小鼠肝脏中的CYP1A1和CYP1A2蛋白表达较对照组相比均有明显增强。 结论:芘暴露能够激活小鼠肝脏中的核受体CAR。激活后的CAR通过调控相关药物代谢酶(CYP2B10、CYP3A11、GSTm1、GSTm3、SULT1A1和 UGT1A6)的表达产生肝脏毒性。