镉钼联合诱导鸭肾损伤及毒性机制研究

Cadmium (Cd) and molybdenum（Mo）have been recognized to be two of the most important environmental and industrial heavy metal pollutants in Jiangxi province. The kidney is the target organ and the primary accumulation site of Cd and Mo when chronically exposed. However, the mechanisms in nephrotoxicity of Cd and Mo in a co-action are unclear. In this study, we propose to utilize the Fluorescence-activated cell sorting (FASC), Confocal microscopy, immunoblotting, real-time quantitative-PCR (qPCR) and other conventional technologies to investigate the mechanisms of nephrotoxicity caused by a chronic co-exposure of Cd and Mo. We will measure the gene expression level of Cytochrome C (CytC), caspase-3 and metallothionein (MT-1, MT-2) of the chondriosome of renal epithelial cells; the cell apoptosisinduced by Cd and Mo; and renal tissue antioxidant function. In addition, the protective function of manganese（Ⅲ） meso-tetrakis （N, N′-diethylimidazolium-2-yl）porphyrin (MnTDM) against renal tubular epithelial cell damage caused Cd and Mo will be investigated. The findings from the proposed study will provide insights on the mechanism of nephrotoxicity caused Cd and Mo, and meanwhile they will also provide valuable references for the comparative medicine.

镉、钼是江西省境内重要的工业和环境重金属污染物，其蓄积和产生慢性毒性作用的重要靶器官是肾脏, 但镉、钼联合诱导肾损伤的机制尚不清楚。本研究通过人工复制鸭亚临床型或临床型镉、钼及其联合慢性中毒病例模型，以及在体外培养的鸭肾小管上皮细胞模拟镉、钼及其联合慢性中毒的基础上，应用流式细胞术、激光共聚焦显微技术、免疫印迹和荧光定量PCR检测技术等，通过对线粒体应激相关因子（CytC、Caspase-3）和肾组织金属硫蛋白MT-1、MT-2基因表达、细胞凋亡、肾组织抗氧化功能等的检测，阐明镉、钼及其联合诱导鸭肾脏的毒性损伤效应及可能的作用机理，探讨MnTDM对镉、钼及其联合诱导鸭肾小管上皮细胞的毒性损伤的保护作用，本项目的实施将有助于加深对镉、钼及其联合肾毒性作用的认识，为家禽镉、钼及其联合中毒的防控提供新思路，并为比较医学提供借鉴。

镉、钼是江西省境内重要的工业和环境重金属污染物，其蓄积和产生慢性毒性作用的重要靶器官是肾脏, 但镉、钼联合诱导鸭肾损伤的机制尚不清楚。选用“江南二号”麻鸭为实验对象，通过建立镉、钼及其联合慢性中毒实验模型，在体内研究镉、钼及其联合对鸭组织微量元素含量、肾功能、线粒体自由基代谢及其组织超微结构、热休克蛋白、炎症因子、MT、Cp、凋亡基因表达的影响；探讨了镉、钼及其联合对鸭肾脏的毒性损伤效应及可能的作用机理。研究结果显示，镉、钼及其联合均可导致鸭肾组织和血清镉、钼含量增加，铜、铁、锌、硒含量和肾功能下降，血清和肾线粒体自由基生成增多，抗氧化功能下降；镉、钼及其联合组肾细胞线粒体数量减少、肿胀，内外两腔扩张，嵴模糊，出现线粒体嵴破坏及细胞腔空泡化；镉、钼及其联合均可导致鸭肾组织CP、Bcl-2 mRNA表达量下降，Bak-1、Caspase-3、MT-1 、HSP60、 HSP70、HSP90、NF-κB 、TNF-α、COX-2 mRNA表达量升高；并且所有这些指标的变化都是镉钼联合组比镉、钼单独组更明显。结果表明，氧化应激与细胞凋亡是镉、钼及其联合致鸭肾损伤中的重要的病理性改变，并且镉、钼呈协同作用。此外，根据研究需要，在建立了鸭原代肾小管上皮细胞培养模型的基础上，在体外进一步探讨了镉、钼及其联合对鸭肾小管上皮细胞的毒性作用及NAC的保护效果。研究结果显示，镉、钼及其联合均可导致肾小管上皮细胞活性下降，并且镉、钼呈协同作用。抗氧化剂NAC对镉、钼单独或联合染毒所致的肾小管上皮细胞毒性损伤有一定保护效应。本研究从整体、细胞和分子水平探讨镉、钼及其联合对鸭肾脏的毒性损伤效应及可能的作用机理，为进一步认识镉钼及其联合肾毒性作用提供了理论依据，并可为人类相关重金属元素中毒疾病的研究与治疗提供借鉴。