題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 亞慢性砷暴露對(duì)小鼠腦組織線粒體SDH活性影響及作用機(jī)制
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- SDH在三羧酸循環(huán)和呼吸鏈氧化磷酸化中是一種關(guān)鍵酶，缺少SDH使三羧酸循環(huán)和電子在呼吸鏈的傳遞不能正常進(jìn)行導(dǎo)致ROS的生成，引起腦組織發(fā)生氧化性損傷。因此Sdha基因功能是否正常，將影響SDH的功能，最終導(dǎo)致線粒體生成過(guò)量的ROS。亞慢性砷暴露影響SDH的活性。
- 詳細(xì)介紹：
- 本實(shí)驗(yàn)研究砷對(duì)Sdha基因表達(dá)的影響，對(duì)揭示砷在中樞神經(jīng)誘導(dǎo)ROS產(chǎn)生機(jī)制具有重要意義，從而探討砷的神經(jīng)毒性機(jī)制。砷作用于線粒體呼吸鏈復(fù)合體Ⅱ，影響SDH的濃度及活性。缺少SDH將阻礙電子流向呼吸鏈復(fù)合體Ⅲ和輔酶Q池，使三羧酸循環(huán)和電子在呼吸鏈的傳遞不能正常進(jìn)行導(dǎo)致ROS的生成，引起腦組織發(fā)生氧化性損傷。
作品專業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 目的：研究亞慢性砷暴露對(duì)小鼠腦組織線粒體復(fù)合體ⅡSdha的表達(dá)影響，為探討砷的神經(jīng)毒性機(jī)制提供分子毒理學(xué)依據(jù)。思路：SDH在三羧酸循環(huán)和呼吸鏈氧化磷酸化中是一種關(guān)鍵酶，缺少SDH使三羧酸循環(huán)和電子在呼吸鏈的傳遞不能正常進(jìn)行導(dǎo)致ROS的生成，引起腦組織發(fā)生氧化性損傷。因此Sdha基因功能是否正常，將影響SDH的功能，繼而影響線粒體呼吸鏈復(fù)合體Ⅱ的功能，最終導(dǎo)致線粒體生成過(guò)量的ROS。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 本實(shí)驗(yàn)研究砷對(duì)Sdha基因表達(dá)的影響，對(duì)揭示砷在中樞神經(jīng)誘導(dǎo)ROS產(chǎn)生機(jī)制具有重要意義，從而探討砷的神經(jīng)毒性機(jī)制。砷作用于線粒體呼吸鏈復(fù)合體Ⅱ，影響SDH的濃度及活性。缺少SDH將阻礙電子流向呼吸鏈復(fù)合體Ⅲ和輔酶Q池，使三羧酸循環(huán)和電子在呼吸鏈的傳遞不能正常進(jìn)行導(dǎo)致ROS的生成，引起腦組織發(fā)生氧化性損傷。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 線粒體氧化磷酸化時(shí)，部分電子在呼吸鏈電子傳遞過(guò)程中漏出，引起氧分子單電子還原而形成ROS。研究認(rèn)為砷暴露使腦組織產(chǎn)生過(guò)量的ROS，導(dǎo)致腦組織細(xì)胞中核酸等生物大分子發(fā)生氧化性損傷,這是砷的神經(jīng)毒性作用機(jī)制之一，但更深層次的分析卻不多，而本研究從ROS產(chǎn)生的源頭線粒體呼吸鏈中電子傳遞的分子調(diào)控機(jī)制入手，為探討砷的神經(jīng)毒性機(jī)制提供分子毒理學(xué)依據(jù)。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 目的：研究亞慢性砷暴露對(duì)小鼠腦組織線粒體復(fù)合體ⅡSdha的表達(dá)影響，為探討砷的神經(jīng)毒性機(jī)制提供分子毒理學(xué)依據(jù)。 方法：飲用含不同濃度As2O3蒸餾水使隨機(jī)分組的SPF小鼠暴露于砷。 結(jié)果： western blot結(jié)果示Sdha蛋白表達(dá)量隨染砷劑量增加而減少。SDH酶活性隨染砷濃度增高而降低?；蛐酒Y選結(jié)果示10條基因表達(dá)下調(diào)，1條基因表達(dá)上調(diào)。 結(jié)論：線粒體是砷毒性作用的亞細(xì)胞器，線粒體復(fù)合體Ⅱ可能是砷毒性作用的靶部位，Sdha可能是砷毒性作用的靶點(diǎn)。
獲獎(jiǎng)情況
- 無(wú)
鑒定結(jié)果
- 無(wú)
參考文獻(xiàn)
- 用基因芯片技術(shù)篩選染砷小鼠腦組織線粒體呼吸鏈復(fù)合體差異表達(dá)的相關(guān)基因；用western blot方法驗(yàn)證線粒體復(fù)合體ⅡSdha的蛋白表達(dá)。檢索：Schaffer SW,Azuma J,Mozaffari M.Role of antioxidant activity of taurine in diabetes.Can J Physiol Pharmacol 2009 Feb;87(2):91-9
同類課題研究水平概述
- Wasserman等對(duì)孟加拉境內(nèi)的1個(gè)高砷區(qū)進(jìn)行的隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn),該區(qū)的兒童智商值(IQ)有不同程度的降低。Rodriguez用雄性SD大鼠經(jīng)口灌胃染砷2-4周后，觀察到大鼠運(yùn)動(dòng)減少，在自我中心任務(wù)的行為測(cè)試中錯(cuò)誤次數(shù)增多，延遲交替任務(wù)出現(xiàn)大量錯(cuò)誤。這些神經(jīng)行為學(xué)異常變化的結(jié)果，提示了中樞神經(jīng)系統(tǒng)是砷毒性作用的敏感靶器官，但是其毒作用機(jī)制尚不完全清楚。目前研究認(rèn)為，砷暴露使腦組織產(chǎn)生過(guò)量的活性氧族（ROS），導(dǎo)致腦組織細(xì)胞中核酸等生物大分子發(fā)生氧化性損傷是砷的神經(jīng)毒性作用機(jī)制之一。近來(lái)研究發(fā)現(xiàn)線粒體呼吸鏈復(fù)合體Ⅱ與ROS的形成密切相關(guān)。線粒體呼吸鏈復(fù)合體Ⅱ由四個(gè)亞單位組成，Sdha、Sdhb、Sdhc和Sdhd。Sdha編碼的蛋白組成SDH的活性中心。SDH在三羧酸循環(huán)和呼吸鏈氧化磷酸化中是一種關(guān)鍵酶。SDH功能異常或缺陷時(shí)，會(huì)使琥珀酸鹽聚集，使還原型輔酶Q減少，降低其抗氧化性，加速ROS的生成。SDH功能異常使電子傳遞不暢就會(huì)產(chǎn)生相反的電子流，從線粒體復(fù)合體Ⅱ流回線粒體復(fù)合體Ⅰ，在線粒體復(fù)合體ⅠNADH脫氫酶的作用下，生成O2－。而相反的電子流是線粒體復(fù)合體Ⅰ產(chǎn)生ROS的主要機(jī)制之一。當(dāng)SDH活性下降使進(jìn)輔酶Q的電子減少，從而使進(jìn)入線粒體復(fù)合體ⅢQ循環(huán)的電子減少，使Q0和Qi位點(diǎn)產(chǎn)生O2－。ROS的形成引起腦組織發(fā)生氧化性損傷。到目前為止，有關(guān)砷對(duì)Sdha表達(dá)影響還未見(jiàn)報(bào)道。
