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镉具有广泛的毒性损伤作用,对机体多处器官、系统具有毒性损伤。镉的损伤机制在细胞层面会导致脂质过氧化,线粒体、DNA损伤以及细胞因子的分泌紊乱从而导致机体氧化应激,细胞死亡以及炎性损伤。镉属于重金属,具有富集性,很难被降解,能随食物链进入人体,进而危害人体健康。硒抗氧化、抗炎、增强免疫机能、解除重金属毒害等生物学功能。本研究通过体外培养传代细胞猪肺泡巨噬细胞,单独或联合添加氯化镉(CdCl2)和亚硒酸钠(Na2SeO3),探讨Na2SeO3对CdCl2毒性损伤的拮抗作用,主要从CdCl2对猪肺泡巨噬细胞的损伤作用,以及Na2SeO3对CdCl2致肺泡巨噬细胞损伤的保护作用研究两方面出发。以期为未来重金属损伤作用的研究及治疗药物的研发提供新的方法和思路,为硒拮抗重金属的生物学功能提供理论依据,为该领域的研究提供一种新思路;同时本研究也有助于促进畜牧业的健康发展和人类公共卫生的安全。试验方法:(1)本试验采用CCK-8方法检测不同浓度的CdCl2(CdCl2在培养液中的初始浓度为:0、40、80、100、120、140、160、200、240μmol/L)和不同浓度的Na2SeO3(Na2SeO3在培养液中的初始浓度为:64、32、16、8、4、2、1、0.5μmol/L)作用24h对猪肺泡巨噬细胞活力的影响,并计算出24h时CdCl2致猪肺泡巨噬细胞的半数抑制浓度(IC50)和Na2SeO3作用于细胞的最适作用浓度;(2)根据CdCl2的IC50和Na2SeO3的最适作用浓度,将试验分为G1组(IC50)、G2组(1/2 IC50)、G3(1/4 IC50)、X组(8μmol/L Na2SeO3)、GX1组、GX2组、GX3组。通过CCK-8法检测CdCl2和Na2SeO3单独或联合作用下对猪肺泡巨噬细胞活力的影响;(3)通过单独或联合添加CdCl2和Na2SeO3,体外培养24h,收集细胞上清液,试剂盒检测上清液中LDH的活性,以及ELISA法检测IL-1α、IL-4、IL-6、IL-10、TNF-α的含量;(4)通过单独或联合添加CdCl2和Na2SeO3,体外培养24h后,收集细胞及上清液,试剂盒检测细胞中LDH、SOD、CAT、GSH-PX的活性以及MDA、GSH的含量。试验结果:(1)CdCl2和Na2SeO3分别单独作用猪肺泡巨噬细胞24h,通过CCK-8法检测得出两者对细胞活力的影响,得出CdCl2和Na2SeO3对细胞的作用均表现为“双重性”,细胞处于高浓度镉(>80μmol/L)环境中时,CdCl2对细胞活力显著抑制(P<0.01),而处于低浓度镉(<40μmol/L)环境中时,CdCl2能促进细胞活力;细胞处于低浓度硒(<16μmol/L)环境时,对细胞活力具有促进作用,而高浓度(>32μmol/L)时则表现出一定的毒性作用。CdCl2致体外培养的猪肺泡巨噬细胞的IC50为106±0.02μmol/L;Na2SeO3作用于体外培养猪肺泡巨噬细胞的最适浓度为8μmol/L,此时细胞存活率1.2197±0.1523%。(2)CdCl2单独作用猪肺泡巨噬细胞24h时,细胞存活率随着CdCl2浓度的上升而下降;与对照组相比,G1组(106μmol/L)明显抑制细胞活性(P<0.01),G2组(53μmol/L)抑制细胞活性但不明显(P>0.05),G3组(26.5μmol/L)促进细胞活性。Na2SeO3(8μmol/L)单独作用猪肺泡巨噬细胞24h,同B组相比,Na2SeO3显著提高细胞的活性(P<0.01)。联合添加CdCl2和Na2SeO3培养24h,同单独添加CdCl2相比,细胞活力均有所提高。(3)CdCl2单独作用猪肺泡巨噬细胞24h,与对照组相比,细胞培养上清中LDH活性升高,IL-10含量、IL-4含量升高,IL-1α含量、IL-6含量降低,TNF-α在高浓度镉环境中含量上升,低浓度镉环境中含量下降;Na2SeO3单独作用猪肺泡巨噬细胞24h,与对照组相比,上清液中IL-10、IL-4、IL-6、TNF-α的含量显著提升(P<0.05),IL-1α的含量上升但不显著(P>0.05);同时,上清液中IL-1α含量显著降低(P<0.05),LDH活性有所降低(P>0.05)。联合添加亚硒酸钠后,细胞培养上清中IL-10含量、IL-4含量均降低,IL-1α和IL-6的含量上升,对高浓度Cd导致的猪肺泡巨噬细胞TNF-α含量上升有一定的拮抗作用;也能对低浓度Cd导致的猪肺泡巨噬细胞TNF-α含量下降有拮抗作用。(4)CdCl2单独作用猪肺泡巨噬细胞24h,导致细胞中SOD、CAT、GSH-PX的活性降低,且均随浓度的升高而降低;细胞中MDA和GSH的含量升高。Na2SeO3单独作用猪肺泡巨噬细胞时,提高细胞内SOD、CAT、GSH-PX的活性和GSH含量;降低了细胞中MDA的含量。联合添加亚硒酸钠后,细胞中SOD、CAT、GSH-PX的活性升高,MDA含量降低,GSH含量降低。结论:CdCl2能造成猪肺泡巨噬细胞的损伤,导致细胞活力的下降。CdCl2和Na2SeO3对猪肺泡巨噬细胞的作用均表现为“双重性”,CdCl2致体外培养的猪肺泡巨噬细胞的IC50为106±0.02μmol/L;Na2SeO3作用于体外培养的猪肺泡巨噬细胞的最适浓度为8μmol/L;8μmol/L的Na2SeO3对CdCl2(106μmol/L、53μmol/L、26.5μmol/L)诱导的猪肺泡巨噬细胞的损伤具有保护作用。总的来说,硒就有抗炎、抗氧化的作用,对CdCl2致猪肺泡巨噬细胞损伤具有拮抗作用。