鋅對(duì)大鼠肝臟硬脂酰輔酶A去飽和酶-1(SCD-1)的影響及其調(diào)控機(jī)理研究.pdf

1、本文系統(tǒng)研究了日糧缺鋅與高鋅對(duì)SD大鼠生長發(fā)育及肝臟基因表達(dá)譜的影響，發(fā)現(xiàn)日糧鋅可影響硬脂酰輔酶A去飽和酶及其轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子的基因表達(dá)；并進(jìn)一步通過短期鋅注射試驗(yàn)，檢測(cè)了血清脂蛋白、甘油三酯、膽固醇、血漿激素、肝臟和血漿脂肪酸組成、SCD-1及其相關(guān)轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子的mRNA水平，探討了鋅對(duì)硬脂酰去輔酶A去飽和酶的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)理；利用原代肝細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，明確了鋅對(duì)SCD-1的轉(zhuǎn)錄調(diào)控途徑。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：
　　 1.鋅對(duì)SD大鼠

2、生長性能與體內(nèi)鋅水平的影響
　　 選用體重為90±5 g雄性SD大鼠100只，經(jīng)3天適應(yīng)性喂養(yǎng)后隨機(jī)分為4組，分別為缺鋅組、配飼組、正常鋅組和高鋅組。每組25只大鼠，分籠飼養(yǎng)，每籠5只，于屏障系統(tǒng)中飼養(yǎng)5周，每天記錄采食量，每周稱重一次。飼養(yǎng)結(jié)束后，屠宰并解剖取樣分析。結(jié)果表明，①飼喂缺鋅日糧的大鼠表現(xiàn)出典型的缺鋅癥狀，即精神萎靡、活動(dòng)量減少、食欲不振、毛發(fā)紊亂無光澤、角質(zhì)化嚴(yán)重甚至脫毛等癥狀，與配飼組相比體格明顯瘦??；而飼喂高

3、鋅日糧的大鼠精神狀況良好，采食行為正常，毛發(fā)柔順光亮，且個(gè)體大于正常組。②與PF組相比，ZD組大鼠的體重、器官重量、體內(nèi)鋅水平和堿性磷酸酶活性均顯著降低；與ZA組相比，ZO組大鼠的體重、器官重量、鋅水平和ALP活性均顯著增加。
　　 2.鋅對(duì)肝臟基因表達(dá)譜的影響
　　 采用表達(dá)譜基因芯片技術(shù)，發(fā)現(xiàn)了缺鋅和高鋅均能影響SD大鼠肝臟基因表達(dá)譜。對(duì)芯片中差異表達(dá)基因進(jìn)行聚類分析表明，缺鋅組中有68個(gè)基因的表達(dá)水平發(fā)生了顯著變化

4、，高鋅組有76個(gè)基因發(fā)生了顯著差異表達(dá)。這些差異表達(dá)基因的產(chǎn)物參與機(jī)體脂肪代謝、氮代謝、碳水化合物代謝、離子轉(zhuǎn)運(yùn)、DNA轉(zhuǎn)錄與翻譯、免疫和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等功能。進(jìn)一步篩選發(fā)現(xiàn)，低鋅使SCD-1 mRNA水平顯著降低，而高鋅并未使之發(fā)生顯著改變；缺鋅使過氧化物酶體活化受體α和甲狀腺激素受體mRNA水平顯著下調(diào)，而高鋅使二者mRNA水平均上調(diào)。
　　 3.鋅調(diào)控脂肪酸組成和SCD-1轉(zhuǎn)錄的機(jī)理
　　 以注射氯化鋰作為不良反應(yīng)的陽性

5、對(duì)照，研究了SD大鼠對(duì)腹腔注射鋅的適應(yīng)性反應(yīng)，確定了不會(huì)引起動(dòng)物產(chǎn)生不良反應(yīng)的注射劑量，從而排除了因不良反應(yīng)而影響機(jī)體正常生理功能的可能性。通過飼喂缺鋅和正常鋅日糧建立了兩種內(nèi)源鋅水平不同的大鼠模型。在此基礎(chǔ)上，試驗(yàn)設(shè)2個(gè)因子，其中因子A為注射鋅：設(shè)4個(gè)水平，其單位活體重注射濃度分別為0、0.5、1.0和2.0μg/g；因子B為大鼠模型，分別為大鼠體內(nèi)正常鋅和缺鋅2個(gè)水平，分別以ZA和ZD表示。試驗(yàn)共計(jì)8個(gè)處理，每個(gè)處理設(shè)5個(gè)重復(fù)。研究

6、了注射鋅和內(nèi)源鋅對(duì)SD大鼠血清脂蛋白、總膽固醇、血糖、血漿激素、肝臟與血漿脂肪酸組成、SCD-1及其轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子基因表達(dá)的影響，并分析了各個(gè)指標(biāo)之間的相關(guān)性。主要結(jié)果如下：
　　 3.1大鼠對(duì)腹腔注射鋅的適應(yīng)性反應(yīng)
　　 與純凈水消耗量相比，注射LiCl組的大鼠對(duì)0.1％糖精水消耗量顯著減少，顯示出不良反應(yīng)；注射Zn和Zn組的大鼠對(duì)0.1％糖精水的消耗量與注射生理鹽水組差異均不顯著，而注射Zn組大鼠出現(xiàn)嚴(yán)重的不適反應(yīng)甚至

7、死亡，這表明注射劑量為2.0μg/g及以下水平的Zn均不會(huì)使大鼠產(chǎn)生不良反應(yīng)。
　　 3.2缺鋅和正常鋅大鼠模型的建立
　　 飼喂缺鋅日糧的大鼠表現(xiàn)出缺鋅的典型癥狀。缺鋅組的血清、肝臟、股骨和骨骼肌鋅水平較正常鋅組分別降低27.43％、15.39％、31.15％和27.30％(P〈0.05)。正常組大鼠毛發(fā)有光澤、采食和其他行為能力都正常。結(jié)果表明，已成功構(gòu)建了缺鋅和正常鋅兩種內(nèi)源鋅水平不同的大鼠模型。
　　 3

8、.3注射鋅的效應(yīng)：以A(0)組為對(duì)照組
　　 (1)鋅對(duì)血清脂蛋白、總膽固醇和血糖等指標(biāo)的影響：注射鋅使ZA模型大鼠高密度脂蛋白和總膽固醇與ZD模型中的葡萄糖水平均顯著提高，而使肝臟游離脂肪酸水平明顯降低；注射劑量為2.0μg/g時(shí)，ZA模型中低密度脂蛋白和血糖與ZD模型中甘油三酯濃度均顯著提高。
　　 (2)鋅對(duì)血漿激素的影響：
　　 在ZA模型下，注射鋅使血漿胰島素和胰高血糖素水平顯著上升，而使T4和lept

9、in水平顯著降低；在ZD模型中，腹腔注射鋅增加IRI、T3、T4和leptin水平，但減少PG水平。
　　 (3)鋅對(duì)肝臟脂肪酸組成的影響：
　　 在ZA模型中，A組的C16:0與C18:1含量和C18:1/C18:0比值顯著降低,C16:1含量和C16:1/C16:0比值則顯著升高；A(1)和A(2)中C16:0、C16:1、C18:0含量和C16:1/C16:0比值均顯著提高，而C18:1含量和C18:1/C18:0

10、比值則顯著降低。在ZD模型中，A(0.5)和A(1)組的C16:0、C16:1和C18:0含量均顯著升高,C18:1含量和C18:1/C18:0比值則顯著降低；A(2)中C18:0和C18:1含量與C18:1/C18:0比值都顯著降低。
　　 (4)鋅對(duì)血漿脂肪酸組成的影響：
　　 (5)鋅對(duì)肝臟硬脂酰輔酶A去飽和酶及其調(diào)控因子mRNA水平的影響：
　　 在ZA模型中，注射鋅均可使肝臟硬脂酰輔酶A去飽和酶-1和固

11、醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-1cmRNA水平顯著增加；同時(shí)，注射劑量為1.0和2.0μg/g還可使PPARα mRNA水平顯著增加，而TRβ mRNA水平在注射劑量為0.5和2.0μg/g時(shí)也有顯著增加。在ZD模型下，注射劑量為2.0μg/g均可使SCD-1 mRNA水平顯著增加；注射劑量為1.0和2.0μg/g均可使PPARα和SREBP-1c mRNA水平顯著增加；注射劑量為0.5μg/g使TRβ mRNA水平顯著降低。
　　 3.

12、4體內(nèi)缺鋅和正常鋅模型效應(yīng)：
　　 以ZA組為對(duì)照組，內(nèi)源缺鋅使LDL、HDL、TG、TC、肝臟FFA、IRI、T3和T4水平均顯著降低，但對(duì)PG和leptin水平均無明顯影響；同時(shí)，內(nèi)源缺鋅還顯著降低肝臟中C16:1含量和C16:1/C16:0比值與血漿中C18:0和C18:1含量，增加肝臟C18:1含量；缺鋅大鼠中SCD-1和TRβ mRNA水平均顯著降低。
　　 3.5相關(guān)性分析：
　　 (1)肝臟脂肪酸組

13、成與生化指標(biāo)之間的相關(guān)性分析：
　　 C16:0含量只與T3呈正相關(guān)； C16:1含量分別與LDL、HDL、TC、PG、T3、 IRI和Leptin呈正相關(guān)；C16:1/C16:0比值與LDL、HDL、TC、TG、PG、T3、IRI和Leptin都呈正相關(guān)(P〈0.05)；C18:0含量只與HDL呈正相關(guān)； C18:1脂肪酸與LDL、HDL、TC、PG、IRI和Leptin均呈負(fù)相關(guān); C18:1/C18:0比值與LDL、HDL

14、、TC和IRI呈負(fù)相關(guān)。
　　 (2)肝臟脂肪酸組成與SCD-1及其調(diào)控因子表達(dá)水平之間的相關(guān)性分析：
　　 SCD-1 mRNA水平與C16:1和C16:1/C16:0比值呈正相關(guān)，而與C18:1和C18:1/C18:0比值呈負(fù)相關(guān)； PPARα mRNA水平與肝臟脂肪酸組成均無相關(guān)性； TRβ與C16:0和C18:1含量呈負(fù)相關(guān)，但是與C16:1/C16:0比值呈正相關(guān)；SREBP-1c mRNA水平與C18:1和C

15、18:1/C18:0比值呈負(fù)相關(guān)，而與C16:1/C16:0比值呈正相關(guān)。
　　 (3)血漿脂肪酸組成與生化指標(biāo)之間的相關(guān)性分析：TG與C18:1呈負(fù)相關(guān)(P〈0.05)，與C18:1/ C18:0比值呈正相關(guān)； T3與C16:1/C16:0比值呈負(fù)相關(guān)，與C18:0含量呈正相關(guān)； T4與C16:1含、C16:1/C16:0和C18:1/C18:0比值呈負(fù)相關(guān)，與C18:0含量呈正相關(guān)； IRI與C16∶0、C18:0含量和C1

16、6:1/C16:0比值呈負(fù)相關(guān)；leptin與C18:0含量呈正相關(guān)，而與C18:1/C18:0比值呈負(fù)相關(guān)。
　　 (4)血漿脂肪酸組成與SCD-1及其調(diào)控因子表達(dá)水平之間的相關(guān)性分析：
　　 C16:1含量與肝臟SCD-1和SREBP-1c mRNA水平呈正相關(guān)；C18∶1含量與TRβ mRNA水平呈負(fù)相關(guān)；C18:1/C18:0比值與SCD-1和SREBP-1c mRNA水平呈負(fù)相關(guān)。
　　 (5)激素與S

17、CD-1及其調(diào)控因子表達(dá)水平之間的相關(guān)性分析：
　　 SCD-1 mRNA水平與PG、IRI、T3和T4呈正相關(guān)；TRβ mRNA水平與PG和T3呈正相關(guān)；SREBP-1c則只與IRI呈正相關(guān)。
　　 4.鋅調(diào)控原代肝細(xì)胞中SCD-1轉(zhuǎn)錄的機(jī)理
　　 以缺鋅大鼠的原代肝細(xì)胞為材料，發(fā)現(xiàn)400μM二乙烯三胺五乙酸使SREBP-1c mRNA水平顯著降低，而PPARα mRNA水平明顯上調(diào)；DTPA濃度為600μM時(shí)