谷胱甘肽途径对微囊藻毒素-LR/RR诱导大鼠肝脏DNA损伤的抑制作用及机制探讨

微囊藻毒素（MC）对环境和人类健康的危害是全球关注的重大科学问题之一，而关于MC的遗传毒性及哺乳动物对MC解毒（谷胱甘肽途径）的化学和分子机制的研究少见报道。本研究将建立动物体内MC-LR/RR及其与谷胱甘肽、半胱氨酸结合产物（MCs-GSH/Cys）的同步定量检测方法，并以哺乳动物（大鼠）为研究对象，通过毒性实验，从MC-LR/RR及MCs-GSH/Cys在大鼠肝脏中的累积与清除规律、大鼠对微囊藻毒素的毒理学响应（细胞学、组织学及生理生化）、及微囊藻毒素GSH途径去毒相关基因与线粒体凋亡通道中起到重要作用的Bax、Bcl-2和P53 基因在拮抗氧化损伤、抑制细胞凋亡中的协同效应等三方面开展研究，以期从多个层面来探讨谷胱甘肽途径对MC-LR/RR诱导大鼠肝脏DNA损伤的抑制作用及机制，最终为揭示微囊藻毒素对人类健康影响的毒理学机制及可能的预防和解毒技术的研发提供基础数据与技术支持。

微囊藻毒素（MC）对环境和人类健康的危害是全球关注的重大科学问题之一，而关于MC的遗传毒性及哺乳动物对MC解毒（谷胱甘肽途径）的化学和分子机制的研究少见报道。本项目以哺乳类动物模式种—Wistar大鼠为研究对象，通过大鼠肝脏中微囊藻毒素MC及其与谷胱甘肽、半胱氨酸结合产物（MC-GSH/Cys）的高效液相色谱-质谱联用检测方法的建立，首次实现哺乳动物体内这3种理化性质差异较大的化合物的同步定量检测，为后续定量监测与比较MC暴露下及GSH合成抑制后MC暴露下大鼠肝脏中MC、MC-GSH、MC-Cys的动态变化趋势提供了技术保障；通过毒理学实验设计，分别用GSH抑制剂丁硫氨酸亚矾胺（BSO）对大鼠活体预处理后MCLR暴露，及直接MCLR暴露处理，对MC作用的靶器官-肝脏的组织病理、抗氧化防御体系响应、微囊藻毒素GSH途径去毒相关基因（GST、GPX、GR和γ-GCS）转录水平、蛋白水平表达变化间的相互关系进行了系统的在体研究，并分析不同暴露途径下线粒体凋亡通道中起到重要作用的Bax、Bcl-2和P53 基因与GST、GPX、GR和γ-GCS基因表达及细胞内谷胱甘肽水平的关系，探讨其在拮抗氧化损伤、抑制细胞凋亡中的协同效应。通过上述研究较为清晰地从多个层面探讨了谷胱甘肽途径对MCLR诱导大鼠肝脏DNA损伤的抑制作用及机制。在本实验开展的基础上，我们还用基于核磁共振的代谢组学方法研究了大鼠对口服MCLR暴露的代谢应答，并就GSH解毒代谢途径进行了细致分析，研究显示低剂量短时间的MCLR暴露已引起大鼠肝脏中谷胱甘肽耗竭，MCLR诱导下大量活性氧的产生及MCLR和GSH的大量结合是导致谷胱甘肽耗竭的主要原因，这也直接导致机体防御能力的减弱，从而诱发多种疾病。.本研究将分析化学、分子毒理学、生物化学、组织病理学及代谢组学方法有机结合，研究谷胱甘肽途径在MC诱导损伤中的抑制作用与机理，并关注MC在哺乳动物体内的遗传毒性，为揭示微囊藻毒素对人类健康影响的毒理学机制及可能的预防和解毒技术的研发提供了基础数据与技术支持。.