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《江南大学》 2018年
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双酪氨酸诱导小鼠心肌损伤和能量代谢障碍的研究

张会  
【摘要】:在食品加工和储藏过程中,酪氨酸极易被氧化产生酪氨酸氧化产物(OTPs)。前期有研究发现摄入OTPs会引起机体组织器官(如肝脏、肾脏、心肌、胰腺、脑和肠道)的氧化应激,造成组织损伤。而双酪氨酸(Dityr)作为OTPs的主要成分,具有与甲状腺激素类似的稳定结构。故本研究将60只健康雌性昆明小鼠,随机分成3组,空白对照组(Con);OTPs组和Dityr组,每天分别灌胃生理盐水、960μg/kg?bw的OTPs、320μg/kg?bw的Dityr,连续灌胃6周和10周,对生理生化指标进行检测,来探究Dityr对小鼠心肌功能损伤及能量代谢的影响。首先对灌胃6周的小鼠血浆和尿液进行代谢组学分析,结果表明,OTPs和Dityr灌胃可诱导小鼠血浆和尿液中氧化应激和能量代谢相关的小分子代谢物变化,血浆和尿液中显著增加的氧化三甲胺(TMAO)的含量,提示OTPs和Dityr灌胃可能会引起小鼠心肌损伤;OTPs和Dityr灌胃还会引起小鼠肠道微生物群功能改变、胆碱生物利用度降低、氨基酸代谢改变等多种代谢途径的变化。随后检测灌胃10周的小鼠血浆和心肌组织的生化指标,结果表明,OTPs和Dityr灌胃均导致小鼠血液和心肌组织中ROS、脂质过氧化物(MDA)及蛋白质氧化产物(Dityr、AOPPs和3-NT)的含量显著增加(P0.05),其中心肌Dityr的沉积量分别显著增加了5.6倍和5.1倍(P0.01);血浆和心肌组织中T-AOC和GSH/GSSG极显著降低(P0.01)。OTPs和Dityr显著地增加了血浆炎性因子的含量(P0.05),并显著上调了心肌炎症基因(NF-κB、TNF-α、IL-6和IL-1β)的表达(P0.05),且造成了心肌损伤指标CK、CK-MB和cTn I的含量极显著提高(P0.01)。HE染色和Masson染色的结果表明,OTPs和Dityr造成了心肌炎症细胞的浸润,心肌胶原纤维的面积分别增加了2.8倍和3.2倍,出现心肌纤维化的倾向。接下来对灌胃10周小鼠心肌能量代谢变化的指标进行检测,结果表明,OTPs和Dityr抑制了小鼠心肌能量代谢,心肌ATP的含量分别降低了44%和33%(P0.01);血浆和心肌组织游离脂肪酸的含量显著增加(P0.05),心肌ATP酶活性(Na~+-K~+-ATP酶、Ca~(2+)-ATP酶和LDH)显著降低(P0.05),心肌能量代谢相关基因(AMPK、PPARα和PGC-1α)显著下调(P0.05),心肌脂肪酸氧化相关基因(FACS、CPT-I和MCAD)显著下调(P0.05),心肌葡萄糖代谢相关基因(PDK4、GLUT1和GLUT4)上调,心肌糖酵解、三羧酸循环相关基因显著下调(P0.05)。最后,运用双荧光素酶报告基因系统探究影响心肌能量代谢的因素,结果表明,OTPs和Dityr引起血浆中T3和T4的水平显著升高(P0.05),心肌甲状腺激素受体和甲状腺激素生理作用相关的基因(TRα1、TRβ1、RXRα、Src-1)下调;Dityr与T3对于甲状腺激素受体的结合存在竞争关系,抑制了甲状腺激素对心肌能量代谢的调节作用。综上所述,OTPs和Dityr灌胃诱导了小鼠心肌氧化应激,造成心肌蛋白质氧化产物和脂质氧化产物的积累,引起心肌功能损伤和炎症反应;OTPs和Dityr灌胃干扰小鼠甲状腺激素作用,导致小鼠心肌能量代谢障碍,造成心肌ATP合成减少,增加了机体患心血管疾病的风险。Dityr引起的损伤和OTPs表现一致,认为其在OTPs引起的小鼠心肌损伤的过程中起着重要作用。
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TS201.4;R994.4

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