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臭氧小鼠暴漏實(shí)驗(yàn)分析研究結(jié)果
主要研究臭氧(O3)暴漏對(duì)小鼠糖代謝的影響以及晝夜節(jié)律在其中的作用,發(fā)現(xiàn)(O3)暴漏會(huì)導(dǎo)致小鼠糖代謝紊亂和晝夜節(jié)律異常,二者相互影響。
1. (O3)暴漏導(dǎo)致小鼠肝損傷:(O3)暴漏后,小鼠血清ALT和AST水平顯著升高,H&E染色顯示肝細(xì)胞出現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)染色變淺、細(xì)胞空泡化和水腫,PAS染色表明肝臟糖原積累增加。
2. (O3)暴漏影響小鼠胰島素敏感性和葡萄糖代謝物:(O3)暴漏組小鼠胰島素注射后15、30和45分鐘血糖顯著高于對(duì)照組,ITT的AUC增加;血清葡萄糖濃度降低,肝臟葡萄糖和糖原含量增加。
3. (O3)暴漏破壞小鼠肝臟核心晝夜節(jié)律基因表達(dá)振蕩:(O3)暴漏后,Bmal1、Clock、Cry1、Per2、NR1D1和NR1D2等基因在不同時(shí)間點(diǎn)的表達(dá)出現(xiàn)異常,如Bmal1在ZT12和ZT20表達(dá)異常升高,Clock在ZT16和ZT20表達(dá)顯著降低等。
4. (O3)暴漏改變小鼠糖代謝關(guān)鍵代謝物含量和酶活性的日振蕩:(O3)暴漏組小鼠在ZT4和ZT20血清葡萄糖水平顯著降低,ZT20丙酮酸含量下降,ZT16和ZT24(0)肝臟葡萄糖含量增加,ZT16肝臟丙酮酸含量升高,ZT8、ZT16和ZT20肝臟糖原含量增加,ZT20肝臟GK含量降低,ZT4 PK活性升高。
5. (O3)暴漏改變小鼠肝臟糖代謝基因表達(dá):與糖異生相關(guān)的G6pc和Pck1基因在ZT20振蕩增強(qiáng),糖酵解和葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)基因Gck、Pklr、Glut1和Glut2在不同時(shí)間點(diǎn)振蕩受損,糖原合成和分解相關(guān)基因Gys2和Pygl表達(dá)也發(fā)生改變。蛋白質(zhì)水平檢測(cè)結(jié)果與mRNA水平趨勢(shì)一致,表明(O3)暴漏導(dǎo)致糖代謝振蕩變化,糖酵解減弱,糖異生增強(qiáng)。
6. 小鼠肝臟晝夜節(jié)律基因與糖代謝的關(guān)聯(lián):晝夜節(jié)律基因Clock、Bmal1、Cry1、Per2、NR1D1和NR1D2的表達(dá)與糖代謝生化指標(biāo)和基因密切相關(guān),如Bmal1與多個(gè)糖代謝相關(guān)基因和代謝物呈正相關(guān)或負(fù)相關(guān)。
討論
1. (O3)暴漏對(duì)糖代謝和肝臟的影響:(O3)暴漏導(dǎo)致小鼠糖代謝功能障礙和肝臟損傷,血清葡萄糖水平變化存在波動(dòng),不同研究中(O3)誘導(dǎo)的空腹血糖變化不一致,可能與暴漏濃度、持續(xù)時(shí)間和頻率有關(guān)。
2. 晝夜節(jié)律在(O3)暴漏影響中的作用:晝夜節(jié)律在環(huán)境污染物對(duì)機(jī)體的影響中起重要作用,(O3)暴漏影響肝臟晝夜節(jié)律基因振蕩,核心時(shí)鐘轉(zhuǎn)錄因子Bmal1與許多糖代謝相關(guān)基因和代謝物顯著相關(guān),其表達(dá)變化可能影響糖代謝途徑。同時(shí),代謝也可調(diào)節(jié)晝夜節(jié)律,(O3)暴漏可能先引起糖代謝改變,進(jìn)而影響晝夜節(jié)律。
研究結(jié)論
(O3)暴漏可導(dǎo)致小鼠糖代謝異常和晝夜節(jié)律紊亂,機(jī)制為(O3)暴漏增加糖異生、減少糖酵解、損害葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn),增強(qiáng)負(fù)性晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)因子轉(zhuǎn)錄,破壞節(jié)律基因振蕩。本研究為探討污染物對(duì)機(jī)體代謝的影響提供了新視角,即晝夜節(jié)律與代謝相互作用以應(yīng)對(duì)外源性物質(zhì)干擾,后續(xù)需進(jìn)一步驗(yàn)證關(guān)鍵分子通路。
臭氧設(shè)備
臭氧發(fā)生器(UV-M2)、實(shí)時(shí)臭氧監(jiān)測(cè)儀和臭氧尾氣處理裝置均購(gòu)自北京同林科技有限公司 
論文來(lái)自:Circadian rhythm disturbances involved in ozone-induced glucose metabolism disorder in mouse liver
Science of the Total Environment 905 (2023) 167316

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