摘要
目的本研究探讨镉暴露对脾组织的损伤和基因表达的影响,并探究镉免疫毒性的潜在分子机制。方法采用单次皮下注射氯化镉(5μmol/kg)建立镉暴露小鼠模型,使用Synergy H4混合多模酶标仪检测脾组织中丙二醛(MDA)含量和人B淋巴细胞瘤细胞中Ca^(2+)含量,采用DNA基因芯片技术检测小鼠脾脏组织中差异表达基因,采用GO富集、KEGG信号通路和Reactome数据库分析镉暴露干扰的免疫相关功能,采用RT-qPCR、免疫荧光和免疫印迹等方法验证重要的免疫相关差异表达基因。结果镉暴露干扰细胞的自噬功能,引起细胞Ca^(2+)稳态失衡和组织氧化应激增强。镉暴露产生免疫相关脾组织差异表达基因934个,其中上调的基因687个,下调的基因247个。镉暴露干扰调节先天性和适应性免疫系统的4个关键基因Ppp3ca、Plcg2、Vav1和Cd247表达。结论镉暴露引起免疫调节关键基因Ppp3ca、Plcg2、Vav1、Cd247的表达改变可能是小鼠脾脏产生免疫毒性的分子机制。
Objective This study aims to explore the effects of cadmium(Cd)exposure on spleen tissue damage and gene expression,and explore the underlying molecular mechanisms of cadmium immunotoxicity.Methods A single subcutaneous injection of CdCl 2(5μmol/kg)was used to expose the mouse model.The Synergy H4 hybrid microplate reader was used to detect malondialdehyde(MDA)content in spleen tissue and Ca^(2+)content in human B lymphocytoma cells,and the differentially expressed genes in the spleen were identified by DNA microarray analysis.GO enrichment,KEGG sinaling,and Reactome pathway database were used to analyze the immune related functions of Cd exposure interference.RT-qPCR,immunofluorescence and Western blot were used to differentially expressed genes.Results Cd exposure interferes with the autophagic function of cells,causing Ca^(2+)homeostasis imbalance and enhanced oxidative stress in tissues.There were 934 differentially expressed immune-related genes,including 687 up-regulated genes and 247 down-regulated genes.Cd-induced four key immune genes(Ppp3ca,Plcg2,Vav1,Cd247)regulated the innate and adaptive immune systems.Conclusion The expression changes of key immune regulatory genes(Ppp3ca,Plcg2,Vav1,and Cd247)induced by cadmium exposure may be the molecular mechanism of their immunotoxicity to mouse spleen.
作者
阮嘉诚
史美琳
马海燕
施海峰
RUAN Jiacheng;SHI Meilin;MA Haiyan;SHI Haifeng(College of Life Sciences,Jiangsu University,Zhenjiang 212013,China)
出处
《华夏医学》
CAS
2024年第1期9-17,共9页
Acta Medicinae Sinica
基金
国家自然科学基金项目(31071030,31271272)。
关键词
镉
DNA芯片
免疫毒性
差异表达基因
cadmium
DNA microarray
immunotoxicity
differentially expressed genes
作者简介
第一作者:阮嘉诚,硕士研究生,研究方向为重金属分子毒理;通信作者:施海峰,博士,教授,博士生导师,主要从事金属离子代谢机制及金属离子相关疾病的研究工作。目前是中国微量元素协会、江苏毒理学会、中国制剂学会会员。曾是美国国立卫生研究院访问学者,曾获南京大学人民奖学金、中国香港科技大学研究生奖学金、美国国立卫生研究所优秀科研奖,获“江苏省六大人才高峰”基金资助,江苏省“333”工程第三层次、江苏省双创项目“江苏省重点创新项目、重点学科、重点实验室、高层次引进人才”、江苏省“新能源创新团队”成员。主持/参与国家自然科学基金面上项目、江苏省自然科学基金面上项目、上海市苏州市开放项目等课题,发表多篇研究论文和专利,以第一作者在国际顶级期刊Science发表铁离子代谢相关论文,引起巨大反响。shihf@ujs.edu.cn。
