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镉是一种具有很强生物毒性的重金属。它可通过饮食进入人体,并在人体内积累,造成机体损伤。镉在人体内积累后不但能导致骨骼畸形,肾脏损伤和癌症的发生,而且还能导致机体脂代谢紊乱,而脂代谢紊乱会导致心脑血管疾病的发生。近年来,有越来越多的统计学分析结果发现镉能诱导哺乳动物产生心脏病、高血压等疾病,然而其分子机制却不是很清楚。本课题从脂代谢过程中血清胆固醇的运输问题入手,着重研究了镉是如何导致血清中胆固醇含量发生变化的,并且通过分子生物学方法解释血清中胆固醇含量发生变化的机制。 本研究以小鼠为模式动物,通过喂养小鼠含不同镉浓度的食物来模拟环境镉污染现象,然后取小鼠血清和组织进行胆固醇含量的检测,并进行脂代谢相关蛋白的检测,同时在细胞水平进行验证。 我们首先建立小鼠模型,用含有不同镉剂量的有脂或无脂饲料(0ppm、10ppm、100ppm、1000ppm)喂养小鼠7天。比较对照小鼠和镉暴露小鼠,发现镉暴露小鼠血清中胆固醇和甘油三酯显著上升,且上升幅度与镉剂量线性相关,脂肪组织中胆固醇下降显著,且下降幅度与镉剂量线性负相关。有脂饲料喂养小鼠肝脏中胆固醇上升,但不呈剂量依赖关系;无脂小鼠肝脏中胆固醇略微下降。分析胆固醇代谢相关蛋白ABCA1、OSBP、LDLR、HMGCR,结果表明镉处理后胆固醇输出途径的两个蛋白,ABCA1蛋白上升,OSBP蛋白下降,并且在HepG2细胞和Huh7细胞上得到验证。镉处理后能导致人细胞HepG2、Huh7培养基上清中胆固醇量上升。RNAi干扰技术沉默ABCA1的表达逆转了镉对细胞胆固醇输出的促进。同样,过表达OSBP能部分逆转镉对细胞胆固醇输出的促进。镉导致小鼠肝脏、脂肪、肾脏、脾脏、肺中LDLR mRNA显著下降,但是,胆固醇在小鼠肝脏和脂肪中的变化不一致,所以 LDLR在各个组织中的功能还有待进一步研究。HMGCR是细胞内胆固醇合成途径的限速酶,镉导致它在肝脏中的mRNA下降,但是与镉导致小鼠肝脏中胆固醇的增加不一致,所以 HMGCR在镉机体毒性中的作用同样有待进一步研究。 由此我们推断,镉促进ABCA1的积累及OSBP的下降是导致小鼠血浆内胆固醇上升的一个重要原因,这也可能是镉导致脂肪代谢紊乱从而导致心血管疾病的因素。