MAPK信号通路在硼元素影响大鼠淋巴细胞增殖、凋亡及其免疫功能中的作用研究

Boron is one of essential trace elements in animal body, it has an important influence on immune system and immune function of body. Appropriate supplement of boron could promote the development of immune organs, proliferation and differentiation of lymphocyte and cytokine secretion, while high dosage intake results in inhibition on varying degrees. Our previous studies found that boron not only has influence on proliferation of lymphocyte, apoptosis and cytokine secretion, but also has obvious influence on estrogenic receptors expression at the same time, but its impact mechanism of boron is unknown. However, many studies have proven that boron has the estrogenic function, and it influences kinase activity in MAPK signal pathway, which is the main intracellular signal pathway that the estrogenic receptors activate and also exerts important regulation function on proliferation and differentiation of lymphocyte and immune function. Those results suggest that the effect of boron on lymphocyte and body immune function be close relevant to estrogenic receptors-mediated MAPK signal pathway. For above reasons, this project intends to use specific blocking agent, RNA interference, Western blot and FACS and so on to study the function of MAPK signal pathway on boron influencing proliferation of lymphocyte, apoptosis and body immune system, which has great significance to disclosing the action pathway and signaling molecular mechanism of boron influencing the development of immune organs and body immune function. We also hope that our study provide scientific basis for the proper use of boron in animal production.

硼是动物机体不可缺少的微量元素之一，其对免疫系统和机体免疫功能可产生重要影响，适量补硼能促进免疫器官发育、淋巴细胞增殖和细胞因子分泌，高剂量硼则产生不同程度抑制作用。课题组前期研究发现，硼在影响淋巴细胞增殖、凋亡和细胞因子分泌同时对雌激素受体表达也产生明显影响，但其作用机制尚不清楚。而有研究证实，硼具有雌激素样作用，且对MAPK信号通路激酶活性有影响，而MAPK通路是雌激素受体激活的主要细胞内信号通路，且对淋巴细胞增殖、分化及其免疫功能具有重要调节作用，这暗示硼对淋巴细胞和机体免疫功能的影响可能与雌激素受体介导MAPK信号通路密切相关。为此，本项目利用阻断剂阻断、RNA干扰、免疫印迹、流式细胞术等手段对MAPK信号通路在硼影响淋巴细胞增殖、凋亡及其免疫功能中的作用进行研究，对于揭示硼影响免疫器官发育和机体免疫功能的作用途径和信号分子机制具有重要意义，为硼在动物生产中的合理应用提供科学依据。

硼是动物机体不可缺少的微量元素之一，参与调控机体多种生化代谢途径。适量补充硼能够对动物机体产生有益影响，而高剂量的补充硼则对机体产生损伤甚至毒性作 用。但硼对动物机体免疫功的影响及其作用机制并不清楚。为此，本项目利用免疫组织化学、荧光定量PCR、免疫印迹等手段对硼影响大鼠脾脏和胸腺的免疫功能及其作用机制进行研究，具体研究内容和研究结果如下：. 研究了体内添加不同剂量硼对大鼠脾脏和胸腺的影响，结果发现：饮水补充20和40mg/L硼能明显提高血清IgG含量，促进脾脏细胞因子分泌，增加脾脏PCNA和CD4阳性细胞数量，而补充320mg/L以上硼则对上述指标产生抑制作用；补充10和20mg/L硼能提高胸腺细胞因子和胸腺素含量，增强胸腺SOD和T-AOC活性，促进胸腺细胞增殖及p-ERK表达，而补充320-640mg/L硼则对上述指标产生抑制作用。. 研究了体外添加不同剂量硼对大鼠脾脏淋巴细胞的毒性作用，结果表明：添加0.4 mmol/L的硼酸对淋巴细胞没有毒性作用，可显著促进淋巴细胞的增殖，而添加量20 mmol/L以上硼则对淋巴细胞产生明显的毒性作用。. 研究了ER阻断后，分别添加0.4mmol/L和40mmol/L硼对脾脏淋巴细胞的影响，结果表明，ERβ阻断后，低剂量和高剂量硼对脾脏淋巴细胞增殖、凋亡及细胞亚群和细胞因子分泌的影响受到抑制，而ERα和GPR30阻断后，硼对脾脏淋巴细胞的影响没有明显改变。. 研究了MAPK信号通路阻断前后，体外添加硼对脾脏淋巴细胞的影响，结果表明：JNK阻断后，低剂量和高剂量硼对脾脏淋巴细胞增殖、凋亡及细胞亚群和细胞因子分泌的影响受到抑制。. 研究了ERβ阻断后，体外添加硼对脾脏淋巴细胞基因表达的影响，结果表明：ERβ阻断后，低剂量和高剂量硼对脾脏淋巴细胞中2114个与细胞的功能和细胞内过程密切相关的基因表达产生了影响。. 通过本项目研究，确定了硼对免疫功能产生促进和毒性作用的添加量，揭示ERβ介导的JNK信号通路在硼影响机体免疫功能中的主导作用，为硼在食品和医药领域的应用提供了科学依据，对硼与人类健康关系的阐明的具有重要的理论意义。