1,3-二氯-2-丙醇对小鼠脂质代谢的影响及机制研究

【摘要】氯丙醇是食品加工过程中产生的一类食品污染物。其中1,3-DCP（1,3-二氯-2-丙醇1,3-dichloro-2-propanol）是研究得最多和最常见的食品氯丙醇污染物之一。它是食品中的脂质与氯离子在加工、烹饪和贮藏过程中发生反应而形成的。1,3-DCP具有遗传毒性、致癌性、致畸性、生殖毒性、肝毒性、肾毒性、内分泌毒性、血细胞毒性和皮肤黏膜毒性。国内外对1,3-DCP毒性的研究，多是较高剂量下的毒性作用及机制研究，但是目前还没有研究其对脂质代谢的影响。近年来，脂质代谢与健康的关系越来越受到人们的重视。脂质代谢紊乱与2型糖尿病、肥胖、心血管疾病、代谢综合征、非酒精性脂肪性肝病和原发性肝细胞癌密切相关，严重威胁人类的健康。除了高脂肪的饮食，一些食品添加剂和食品污染物已被证明能诱导脂质代谢紊乱。因此，研究食品污染物对机体脂质代谢的影响及其机制尤为重要。本课题旨在未观察到损害作用的剂量（NOAEL）下研究1,3-DCP对小鼠脂质代谢的影响，在细胞水平进行验证并深入研究其机制，为1,3-DCP进一步毒理学评价提供理论依据。课题研究内容分为两部分：1、1,3-DCP对C57BL/6J小鼠脂质代谢的影响及机制研究；2、1,3-DCP对HepG2细胞脂质代谢的影响及机制研究。首先，考察1,3-DCP对C57BL/6J小鼠脂质代谢的影响及机制。C57BL/6J小鼠以0、0.1、0.5和1mg/Kgbw/day灌胃染毒4周，考察1,3-DCP对C57BL/6J小鼠脂质代谢的影响，观察指标为动物体重、脏器系数、血清甘油三酯（TG）、胆固醇（TC）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、肝脏组织TG、TC含量及肝脏组织、脂肪组织的病理变化；取肝脏组织裂解，提取总蛋白，采用Westernblot考察1,3-DCP对单磷酸腺苷激活蛋白激酶（AMPK）、p-AMPK、乙酰辅酶A羧化酶（ACC）、p-ACC、固醇调节元件结合蛋白1c（SREBP1c）、脂肪酸合酶（FAS）、羟甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶（HMGCR）、过氧化物酶增殖体激活受体α（PPARα）、脂肪酸转移酶（FAT/CD36）蛋白表达的影响。结果显示，1,3-DCP显著提高C57BL/6J小鼠血清TG、TC和LDL-C含量，降低HDL-C含量，显著提高C57BL/6J小鼠肝脏组织TG、TC含量，肝脏组织切片脂肪滴聚积，脂肪系数增高，脂肪组织切片脂肪细胞体积显著增大；1,3-DCP显著抑制C57BL/6J小鼠AMPK、ACC的磷酸化，并显著提高脂质合成代谢关键蛋白FAT、SREBP1、HMGCR和FAS的表达。其次，利用HepG2细胞深入探究1,3-DCP对脂质代谢的影响及机制。考察1,3-DCP（0.5-2μg/mL）对HepG2细胞脂质代谢的影响，实验结果表明，1,3-DCP导致HepG2细胞TG、TC含量升高，油红O染色显示细胞内脂肪滴聚积，而棕榈酸钠（PA2μg/mL）对细胞中TG、TC含量无显著影响。进一步的研究考察1,3-DCP对HepG2细胞AMPK、cAMP依赖蛋白激酶（PKA）通路的影响，结果表明：1,3-DCP显著抑制环磷酸腺苷（cAMP）和肝激酶B1（LKB1）的表达和单磷酸腺苷（AMP）/三磷酸腺苷（ATP）、二磷酸腺苷（ADP）/ATP比值，1,3-DCP显著抑制了HepG2细胞AMPK的活性，1,3-DCP促进CD36、甘油三磷酸转乙酞酶（GPAT）、FAS、HMGCR、低密度脂蛋白受体（LDLR）、固醇辅酶A去饱和酶1（SCD1）、SREBP1c和SREBP2的表达，同时显著抑制激素敏感性脂肪酶（HSL）、ACC、肉碱棕榈酸转移酶I（CPT-1）、肝细胞核因子4α（HNF-4α）、PPARα、过氧化物酶体增殖活化受体γ辅助活化因子1α（PGC-1α）、NAD+依赖性去乙酰化酶（SIRT1）、cAMP应答元件结合蛋白（CREB）的活化；1,3-DCP抑制了PKA的磷酸化，通过PKA抑制CREB、HSL的磷酸化和PGC-1α的表达而控制线粒体的生成及脂质氧化代谢；1,3-DCP对细胞内钙通路无显著影响。综上所述，本研究发现了1,3-DCP在NOAEL下具有导致小鼠脂质代谢紊乱的作用，该作用是通过抑制AMPK和PKA信号通路实现的。本研究将为1,3-DCP进一步毒理学评价提供理论依据。
【作者】黄国任；
【导师】卢静；
【作者基本信息】吉林大学，食品科学，2014，硕士
【关键词】1,3-二氯-2-丙醇(1,3-DCP)；脂质代谢；AMPK信号通路；PKA信号通路；

【参考文献】
[1]赵野军.橡胶挤出机智能CAD的技术和方法研究[D].北京化工大学,2005.
[2]王阳.后勤社会化进程中的大学生思想政治教育进公寓研究[D].中北大学,思想政治教育,2013,硕士.
[3]郑文礼.饭店企业网络嵌入性、组织学习与战略转型能力关系研究[D].湖南师范大学,旅游管理,2013,硕士.
[4]谢庆军.大学生就业指导中的思想政治教育研究[D].曲阜师范大学,思想政治教育,2013,硕士.
[5]高健,饶珺,孙瑞鹏.基于3-参数变长编码的图像无损压缩算法[J].自动化学报,2013,08:1289-1294.
[6]张云云.基于关系价值管理模型S银行个人银行关系营销管理研究[D].燕山大学,工商管理,2014,硕士.
[7]莫利伟.混凝土中固化态氯离子失稳特性的研究[D].宁波大学,结构工程,2014,硕士.
[8]黄长虹.在役高桩码头耐久性评估方法研究[D].天津大学,港口、海岸及近海工程,2004,硕士.
[9]刘克安,刘宏伟,郭宝琦,管叶君,张向君,高兴有.双相介质二维波动方程三参数同时反演的时卷正则迭代法[J].石油地球物理勘探,1997,05:615-622+750.
[10]张文文.急性白血病患者血清中MCP-1、sIL-2R的检测及临床意义[D].济南大学,内科学,2012,硕士.
[11]黄维蓉.我国小城镇污水处理设施建设与运行管理对策研究[D].重庆大学,环境工程,2003,硕士.
[12]朱胜,成美纯.网络统计的若干基本理论问题研究[J].统计与决策,2004,10:33-35.
[13]李媛.厌氧氨氧化工艺启动和运行特性及其受抑机理研究[D].江南大学,环境工程,2014,博士.
[14]陈璐.新的Poly A RNA结合蛋白Kazrin可能参与细胞内mRNA转运和定位[D].天津医科大学,病原生物学,2007,硕士.
[15]朝木尔乐格.基于石墨烯载体的铁基除砷材料制备及性能评估[D].北京化工大学,环境科学与工程,2013,硕士.
[16]杨良怀,刘明超,潘一帆,吕超帅.组合盘GRACE散列连接算法[J].小型微型计算机系统,2014,03:549-554.
[17]王金喜.基于改进的潮流跟踪算法的网损分摊方法研究及应用[D].东北石油大学,电气工程（专业学位）,2013,硕士.
[18]胡卫星.网络远程教学交互设计与开发[D].河北大学,教育技术,2003,硕士.
[19]佘彬华.基于级联码光正交频分复用技术的研究[D].西安工业大学,通信与信息系统,2014,硕士.
[20]彭昌.嵌入式Linux技术在手机测试平台中的研究与开发[D].北京交通大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[21]姜涛.第三方物流服务商选择模型研究[D].浙江大学,2004.
[22]邓业浩.碳点的固态发光及机理[D].中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所),凝聚态物理,2013,硕士.
[23]安静.立足国情的现代精神[D].天津大学,建筑设计及其理论,2004,硕士.
[24]许寅,陈颖,陈来军,任正某.基于平均化理论的PWM变流器电磁暂态快速仿真方法(一):PWM变流器分段平均模型的建立[J].电力系统自动化,2013,11:58-64.
[25]杨春河.现代物流产业集群形成和演进模式研究[D].北京交通大学,2008.
[26]杨杰.基于投影光栅相位法的三维物体表面轮廓测量系统的研究[D].天津科技大学,机械设计及理论,2004,硕士.
[27]梁勇.对危险驾驶罪的探析[D].西南政法大学,刑法学（专业学位）,2012,硕士.
[28]柳堰龙.膨胀土含水率与力学特征的相互关系研究[D].西南交通大学,地质工程,2013,硕士.
[29]马逢乐.桥联二胺合锗、钡金属配合物及五元膦杂吡唑的合成与表征[D].山西师范大学,化学,2013,硕士.
[30]郝彦军,裘嗣明,王长周,宋涛.基于二次型理论的热轧带钢破鳞液压控制系统的改进[J].冶金自动化,2007,06:31-33.
[31]本报记者李汝辉.青岛尤尼科技:中国3D打印的领军者[N].中国商报,2015-02-18X01.
[32]张华民.重庆市浅层地温能资源量调查评价研究[D].重庆交通大学,供热、供燃气、通风及空调工程,2012,硕士.
[33]欧阳玲.基于自耦变压器的18脉波整流器的研究及应用[D].南京理工大学,电子与通信工程,2012,硕士.
[34]孙孝文.合并高等学校管理优化[D].武汉理工大学,高等教育学,2004,硕士.
[35]史永笑.量刑建议机制研究[D].河北大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[36]盛夏.辽宁省普通高校网球运动开展现状及影响因素分析[D].辽宁师范大学,体育,2011,硕士.
[37]程相阵,周毅,姜再兴,代文杰,刘新颖,翟舒娅.氧化石墨烯载药性能和生物安全性研究现状[J].生物医学工程与临床,2012,04:402-405.
[38]袁刚.从历史地理的视角审视肃亲王对内蒙古的巡视[D].内蒙古大学,历史地理学,2014,硕士.
[39]吴辰君.从生态角度探索新农村农业基地景观规划设计[D].安徽工程大学,设计艺术学,2012,硕士.
[40]马昊新.智能化高精度小位移测量仪研制[D].合肥工业大学,精密仪器及机械,2014,硕士.
[41]张鹏飞.面向XML数据库的访问控制系统的设计与实现[D].华中科技大学,软件工程,2013,硕士.
[42]何君安.现代化视野下的全球化[D].陕西师范大学,政治学理论,2004,硕士.
[43]秦黎.当前我国高等特殊教育公平问题研究[D].北方工业大学,思想政治教育,2014,硕士.
[44]王耀青.一类不确定参数系统鲁棒稳定界的解析分析与应用[J].控制与决策,2002,S1:664-667.
[45]本报记者顾雷鸣刘宏奇庾康高坡邵生余李仲勋黄伟王世停吴红梅吉强蔡炜马薇.创新驱动，托起苏南产业高地[N].新华日报,2015-02-05001.
[46]余春兰.陆地生态系统NPP估算及其在生态补偿中的应用[D].中国地质大学（北京）,地质工程,2013,硕士.
[47]柳建兴.汉语发展性阅读障碍儿童的认知特点研究[D].厦门大学,发展与教育心理学,2014,硕士.
[48]石磊芝.干细胞转录因子Nanog在食管鳞状细胞癌中的表达及意义[D].辽宁医学院,外科学,2012,硕士.
[49]李世建,屠叶明.浅析农机化结构与农业结构的同步调整[J].中国农机化.2002(03)
[50]杜雷.基于概率的连续体结构拓扑优化设计[D].西安电子科技大学,机械制造及其自动化,2004,硕士.