摘要

在慢性攝入貧鈾9個月(人類約20年)後，對大鼠進行膽固醇肝代謝研究，重點關注細胞色素P450 (CYP)基因表達。事實上，在環境意外汙染的情況下，人類可能麵臨這種暴露。汙染後，一般血漿參數沒有變化，膽固醇生物合成和儲存酶的基因表達也沒有變化。在分解代謝途徑中，CYP7A1、CYP27A1和CYP8B1 mRNA水平不受貧鈾影響。但CYP7B1基因表達降低。相反，轉運蛋白ABC A1、ABC G5/G8的mRNA水平升高。因此，貧鈾影響膽固醇肝髒代謝相關基因的表達，但在大鼠慢性攝入後沒有引起病理表型。

關鍵字

汙染;鈾;肝;膽固醇;細胞色素P450

簡介

細胞色素P450是肝髒中膽固醇轉化為膽汁酸的關鍵酶。更具體地說，CYP7A1啟動了膽汁酸生物合成的中性途徑，而CYP27A1啟動了酸性途徑。CYP7B1也參與酸性途徑，而CYP8B1在兩種途徑中都是常見的，並控製疏水膽汁酸的比例。另一種cypp與膽固醇有關:CYP51，屬於生物合成途徑。

膽固醇代謝被貧鈾(DU)調節，貧鈾是一種輕度放射性重金屬，可能在工業事故或軍事用途後釋放到環境中。在[2]大鼠腹腔注射DU後，觀察到肝髒CYP27A1酶活性和FXR和LXRa mRNA水平的升高，以及7a-羥膽固醇(oxysterol)血漿水平的降低。在長期攝入DU後，膽固醇腦代謝也在基因表達水平[3]上顯示出改變。的確，在大腦中發現CYP46A1(將膽固醇分解為24s -羥膽固醇(oxy固醇))的增加，以及HMGCoA合成酶的增加，HMGCoA合成酶在膽固醇的生物合成中起著重要作用。此外，長期攝入後，膽固醇運輸係統的幾個角色(SR-B1, ABC A1, ApoE)的mRNA水平也升高了。這些先前的結果強調了這樣一個事實，即DU可以調節大腦中的膽固醇代謝，在這方麵，大腦是獨立於身體其他部分的。在這方麵，出現了同樣的汙染對肝髒膽固醇代謝的影響的問題。事實上，肝髒是體內膽固醇平衡的關鍵器官，因為它在脂蛋白代謝中起著核心作用，而且它具有獨特的能力，可以通過生物合成膽汁酸來消除多餘的膽固醇。這一水平的嚴重破壞可能導致各種病理，如膽汁淤積，膽石症或動脈粥樣硬化。除此之外，貧鈾已被證明在肝髒中積聚，在那裏它可以發揮其化學和放射性毒性

本文介紹了攝取低劑量貧鈾9個月(大約相當於人的20年壽命)對大鼠膽固醇代謝的影響。分析膽固醇代謝CYP7A1、CYP27A1、CYP7B1、CYP8B1[5]以及相關核受體[6](LXRα、FXR、PPARα和SREBP 2)的基因表達。同時檢測了ACAT 2(膽固醇酯化)、HMGCoA還原酶和CYP51(膽固醇生物合成)的表達水平。基因表達研究由SRB1和LDLr(脂蛋白受體)、載脂蛋白B和ABC A1、ABC G5和ABC G8(膽固醇轉運)[7]完成(圖1)。

圖1:肝髒中主要膽固醇代謝途徑的圖表。

材料與方法

動物和汙染程序

取自法國查爾斯河實驗室(L’arbresle, France)的雄性Sprague-Dawley大鼠(12周，~300 g)，隨機分為兩組(n=10)。實驗組大鼠連續9個月每天飲用添加貧硝酸鈾酰(UO2 (NO_3.）₂， Cogema, Pierrelatte，法國)，40 mg/L。這種濃度沒有腎毒性，並在低水平輻射下提供內部汙染。對照組給予未汙染的礦泉水。

所有實驗程序均經放射防護與核安全研究所動物保護委員會批準，並符合法國動物實驗法規(1987年10月19日農業部法案第87-848號，5月20日修訂)^th2001)。

實時定量PCR

基因表達水平通過實時RT-PCR測定，使用SYBR Green PCR主混合(Applied Biosystems, Courtaboeuf，法國)和ABI Prism 7900序列檢測器(Applied Biosystems, Courtaboeuf，法國)上的特定引物序列。以次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉移酶(HPRT)為管家基因。

統計分析

結果報告為平均值±SEM，當p≤0.05時被認為是顯著的。采用未配對學生t檢驗進行統計分析。

結果與討論

在操作結束時，du汙染大鼠的一般健康狀態得以保留。兩組之間的體重增加沒有差異。汙染後血漿中的脂質譜沒有變化，肝髒和腎髒完整性和功能的血漿標記物水平也沒有變化(數據未顯示)。

已有研究表明，慢性攝入DU可誘導肝髒中參與異種生物代謝的CYPs基因表達。在這方麵，本研究首次測量了其他參與膽固醇肝髒代謝的CYPs的mRNA水平。兩組之間CYP51(參與膽固醇合成)基因表達無差異，CYP7A1和CYP27A1基因表達也無差異，CYP7A1和CYP27A1分別啟動了膽汁酸生物合成的經典和交替途徑。然而，在汙染組中，CYP7B1的mRNA水平下降(涉及替代途徑)(-31%，p=0.008，見圖2)。ACAT 2的基因表達未見顯著改變，ACAT 2是一種將膽固醇酯化以儲存的酶。

圖2:用實時熒光定量PCR檢測對照組或暴露du大鼠肝髒膽固醇代謝相關酶的基因表達。結果以與HPRT mRNA水平的比值表達。數據以均數±SEM表示，**p<0.01與對照組有顯著差異。

除了合成、分解代謝和儲存途徑外，還研究了膽固醇運輸係統(圖3)。盡管對照組和暴露於du的大鼠的脂蛋白受體和載脂蛋白mRNA水平相似，但在ABC轉運蛋白中看到了一些變化。事實上，在受汙染的大鼠中，ABC A1(向全身循環流出的膽固醇)的基因表達增加了54% (p<0.001)。與此同時，ABC G5和ABC G8的mRNA水平分別升高了109%和144% (p<0.001)。這是最有趣的，因為這些ABC轉運蛋白作為異源二聚體，將膽固醇從肝細胞直接轉移到膽汁中。

圖3:實時熒光定量PCR檢測對照組或du暴露大鼠肝髒膽固醇代謝相關轉運蛋白和膜受體mRNA表達水平。結果以與HPRT mRNA水平的比值表達。數據以均數±SEM表示，***p<0.001與對照組有顯著差異。

最後，我們還研究了調節膽固醇代謝的轉錄因子(圖4)。RXR mRNA水平略有升高(+23%，p=0.012)。然而，由於沒有RXR異源二聚體伴侶的基因表達被修改，我們認為這種調節要麼是生理上的，要麼與RXR參與的另一種代謝有關。

圖4:用實時熒光定量PCR檢測對照組和暴露於DU的大鼠肝髒膽固醇代謝相關核受體的mRNA表達水平。結果以與HPRT mRNA水平的比值表達。數據以均數±SEM表示，*p<0.05與對照組有顯著差異。

盡管這些影響僅限於基因表達水平，但這可能表明，由於CYP7B1 mRNA水平的降低，替代途徑產生膽汁酸的速率可能降低。然而，ABC A1和異源二聚體ABC G5/G8基因表達的增加可能通過增加膽固醇從肝細胞流向全身循環和膽汁來補償這一影響。但ABC轉運體的增加幅度大於CYP7B1的減少幅度。因此，也可以認為，質數修飾影響轉運體，而補償則相反。然而，需要其他實驗來驗證其中一個假設。

結論

這項研究首次表明，長期攝入低水平貧鈾的大鼠肝髒中的膽固醇代謝在基因表達水平上受到影響。然而，這些變化並沒有破壞受汙染動物體內的膽固醇穩態，似乎也沒有對成年大鼠產生有害影響。為了在我們的實驗條件下確認貧鈾的無害性，使用其他更容易受到外界擾動的模型(如生長中的幼崽和高脂血症小鼠)應該是有幫助的。

確認

本研究由輻射防護與核安全研究所(ENVIRHOM研究項目)和Générale des Armées (CER # 2006.94.0920)資助。

參考文獻

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3. 王誌剛，王誌剛，王誌剛，王誌剛(2008)大鼠慢性攝入貧鈾後腦膽固醇代謝相關基因表達的變化。《分子神經科學》38:159-165。［Ref。］
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條信息

文章類型:研究文章

引用:蘇迪M，拉辛R(2017)鈾對大鼠肝髒膽固醇代謝中Cyps和轉運蛋白表達的調節作用。環境毒理學研究1(1);doi http://dx.doi.org/10.16966/2576 6430.103

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出版的曆史:

收到日期:4月12日

接受日期:2017年8月16日

發表日期:8月22日