关键词：
氧化石墨烯
肝脏
脂质代谢
TLR3
IRE1
摘要：
目的:本研究旨在探讨氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)通过TLRs和内质网应激途径影响小鼠肝脏脂质代谢,为进一步研究GO的毒性机制提供参考。
方法:
1.选择雄性C57BL/6J小鼠32只,随机分为4组,分别为对照组、0.1 mg/kg GO组、1 mg/kg GO组和5 mg/kg GO组,采用气管滴注法对小鼠进行染毒,对照组用超纯水气管滴注,另外三组分别用0.1 mg/kg、1 mg/kg和5 mg/kg GO气管滴注,每天1次,连续5天。观察各组小鼠一般情况,第6天处死小鼠,收集血液分离血浆用ELISA法检测IFN-β水平;取出肝脏称重,计算其脏器系数,HE和Masson染色观察肝脏病理变化,油红O和BODIPY 493/503染色观察肝脏脂质变化,免疫组化技术检测肝脏中TLR3蛋白水平;q RT-PCR法检测肝脏中TLR3 m RNA表达水平;免疫印迹法检测肝脏中TLR3、IFIT1、RSAD2和PLIN2蛋白表达水平。
2.选择雄性C57BL/6J小鼠96只,随机分为6组,分别为对照组+普通饮食组(Control)、0.1 mg/kg GO+普通饮食组(0.1 mg/kg GO)、1 mg/kg GO+普通饮食组(1 mg/kg GO)、对照组+高脂饮食组(HF)、0.1 mg/kg GO+高脂饮食组(0.1 mg/kg GO+HF)和1 mg/kg GO+高脂饮食组(1 mg/kg GO+HF),采用气管滴注法对小鼠进行染毒,对照组用超纯水气管滴注,普通饮食组和高脂饮食组分别用0.1 mg/kg和1 mg/kg GO气管滴注,每周1次,连续13周。观察小鼠一般情况,第13周处死小鼠,取出肝脏并称重,计算其脏器系数;HE染色观察肝脏病理变化,油红O、BODIPY 493/503染色观察肝脏脂质变化,TUNEL染色检测肝脏中肝细胞凋亡情况;免疫印迹法检测肝脏中IRE1、BIP、PLIN2和DDIT3蛋白表达水平。采用脂质组学方法分析Control、1 mg/kg GO、HF和1 mg/kg GO+HF处理组小鼠肝脏中脂质类别和水平,并用RNA测序技术筛选肝脏中差异表达基因。
结果:
1.与对照组相比,0.1 mg/kg和1 mg/kg GO处理组小鼠饮食、活动、精神状态未见明显变化,5 mg/kg GO处理组小鼠摄食饮水减少,活动能力降低,体重降低(P<0.01);对照组小鼠肝脏形态结构正常,随着GO剂量的增高,小鼠肝脏中肝细胞排列逐渐紊乱。
2.与对照组相比,随着GO剂量的增高,小鼠肝脏脂质含量降低,脂质荧光强度降低(P<0.01),TLR3 m RNA表达水平下调(P<0.01),小鼠肝脏中TLR3、IFIT1、RSAD2和PLIN2蛋白表达水平下调(P<0.01)。
3.与对照组+普通饮食组相比,0.1 mg/kg GO和1 mg/kg GO处理组小鼠饮食、活动、精神状态未见明显变化,肝脏指数降低;与对照组+高脂饮食组相比,0.1 mg/kg GO+HF和1 mg/kg GO+HF处理组小鼠反应缓慢,肝脏指数降低;与普通饮食组相比,高脂饮食组小鼠被毛浓密且色泽鲜亮,活动减少,反应缓慢,体重增高(P<0.01),肝脏指数降低(P<0.01)。
4.对照组+普通饮食组小鼠肝脏形态结构正常,随着GO剂量的增高,0.1 mg/kg GO和1 mg/kg GO处理组小鼠肝脏可见较小且逐渐增多的空泡,对照组+高脂饮食组小鼠肝脏可见较大的空泡,随着GO剂量的增高,0.1 mg/kg GO+HF和1 mg/kg GO+HF处理组小鼠肝脏可见较大且逐渐增多的空泡;与对照组+普通饮食组相比,0.1 mg/kg GO和1 mg/kg GO处理组小鼠肝脏脂质含量和细胞凋亡增加,1 mg/kg GO处理组小鼠肝脏中6种脂类水平上升,10种脂类水平下降,4种脂类未见明显变化;与对照组+高脂饮食组相比,0.1 mg/kg GO+HF和1 mg/kg GO+HF处理组小鼠肝脏脂质含量和细胞凋亡增加,1mg/kg GO+HF处理组小鼠肝脏中10种脂类水平上升,7种脂类水平下降,3种脂类未见明显变化;与普通饮食组小鼠相比,高脂饮食组小鼠肝脏脂质含量和细胞凋亡增加(P<0.05),高脂饮食组小鼠肝脏中19种脂类水平上升,1种脂类未见明显变化。
5.与对照组+普通饮食组相比,1 mg/kg GO处理组小鼠肝脏中202个基因上调,213个基因下调,与对照组+高脂饮食组相比,1 mg/kg GO+HF处理组小鼠肝脏中13个基因上调,19个基因下调,与普通饮食组相比,高脂饮食组小鼠肝脏中282个基因上调,396个基因下调。差异表达基因进行GO和KEGG分析表明GO作用于普通和高脂饮食小鼠肝脏影响脂质代谢过程和内质网功能,筛选与
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