氧化应激与自噬

自噬是细胞依赖溶酶体对蛋白质和细胞器进行降解的过程,能帮助细胞适应各种不良刺激,在维持细胞内环境稳态和实现自我更新中起着重要作用。氧化应激是机体氧化和抗氧化系统之间的稳态被破坏而造成的应激状态。大量研究表明,氧化应激中产生的活性氧能诱导自噬产生,而自噬能缓解氧化应激造成的损伤,从而保护细胞存活。本文主要对自噬的形成过程、氧化应激诱导自噬产生机制以及自噬缓解氧化应激的途径等进行综述,以期为畜牧生产中通过调控自噬缓解氧化应激提供理论依据。     

氧化应激对鲤抗氧化状态和免疫功能的影响

为探讨氧化应激对鲤抗氧化状态和免疫功能的影响,本实验以H_2O_2作为活性氧自由基(ROS),将鲤暴露于不同浓度的H_2O_2(0、0.25、0.50和1.00 mmol/L)中,诱导鲤产生氧化应激反应。连续暴露7 d后,采集鲤血液和肝组织,以检测相关生化指标以及基因表达量的变化。结果显示,与空白对照组(0 mmol/L)相比,随着H_2O_2浓度的升高,血清葡萄糖(GLU)、皮质醇(cortisol)和乳酸(LA)含量显著升高;而碱性磷酸酶(AKP)和酸性磷酸酶(ACP)活性仅在1.00 mmol/L H_2O_2处理组中显著高于其他实验组。氧化应激参数显示,与空白对照组(0 mmol/L)相比,0.50和1.00 mmol/L H2O2处理显著降低血清过氧化氢酶(CAT)活性,而提高还原型谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)和总抗氧化能力(T-AOC)水平;在肝脏组织中,1.00 mmol/L H_2O_2处理显著降低了GSH含量,促进了MDA生成。基因表达结果显示,与空白对照组相比,1.00 mmol/L H2O2处理组显著上调了肝脏组织中cyp1a表达,而下调了cyp1b表达;同时0.50和1.00 mmol/L H2O2处理显著上调了hsp70、hsp90、c3、c-lyz和hep的表达。研究表明,氧化应激暴露可诱导鲤产生明显应激反应和脂质过氧化,降低机体抗氧化能力并激发免疫应答反应。     

无乳链球菌GD201008-001二元调控系统RscSR的鉴定及其对细菌应激适应性和毒力特性的影响

为鉴定鱼源无乳链球菌GD201008-001二元调控系统(two-component system, TCS)RscSR并探究其功能,实验利用生物信息学方法预测到可能的RscSR,对其组成成分RscS和RscR的三维结构和保守结构域进行分析;构建基因缺失株ΔrscSR与互补株CΔrscSR,测定细菌的生长曲线,检测其耐酸应激、耐氧化应激、抗巨噬细胞吞噬和胞内存活能力,同时测定其对巨噬细胞的毒性和对小鼠的毒力。结果显示,RscSR具有典型的TCS结构特点,其中RscS具有组氨酸激酶结构域,RscR具有反应调节子结构;其编码基因缺失后,菌株耐酸、耐氧化、抗巨噬细胞吞噬和胞内存活能力及对巨噬细胞毒性均显著降低,而将该基因回补后各项能力均有所恢复;动物实验结果显示,野生株感染小鼠19 h内全部死亡,而ΔrscSR缺失株感染小鼠全部死亡时间为48 h。研究表明,RscSR在无乳链球菌应激适应性以及毒力方面发挥重要作用。     

意大利:草莓中存在抵抗疾病的抗氧化剂

据《食品化学》杂志上的一篇研究报告,草莓是人体内抗氧化物质的有效来源。一项体内研究证实,经常食用草莓可提高血液抗氧化水平,有助于降低人体患心脏疾病、癌症等慢性病和糖尿病等代谢紊乱疾病的风险。意大利和西班牙研究人员进行的此项研究表明,连续两周每天两杯草莓汁能改善红细胞的抗氧化状态,提高身体对氧化应激的免疫反应,以降低疾病风险。     

枯草芽孢杆菌B10对饲喂高脂日粮小鼠抗氧化功能的影响

将45只体质量（35±1）g的普通ICR小鼠随机分为对照组（基础日粮）、高脂组（高脂日粮）、处理组（添加0．1％芽孢杆菌B10的高脂日粮）。每组3个重复,每个重复5只。结果显示,高脂日粮组小鼠的试验末期体质量和平均日增重高于对照组和处理组。与对照组相比,高脂组小鼠肠黏膜总抗氧化能力显著降低了28．34％（P〈0．01）;肝脏中TrxR、SOD、GSH—Px和CAT活力分别降低了36．42％（P〈0．05）、22．91％（P〈0．05）、37．34％（P〈0．01）和47．47％（P〈0．01）,血清中抗超氧阴离子、GSH含量、GSH—Px活性分别下降8．206％（P〈0．05）、30．73％（P〈0．05）、47．26％（P〈0．01）。与高脂组相比,处理组肝脏的抗氧化能力显著改善,GSH—Px活力提高了141．35％（P〈0．01）,MDA含量降低了26．85％（P〈0．01）。血清中总抗氧化能力、GSH含量、GSH—Px活力分别提高9．46％（P〈0．05）、28．50％（P〈0．05）、39．95％（P〈0．01）。结果表明,枯草芽孢杆菌B10能够显著提高不同组织中部分抗氧化酶活力,缓解高脂日粮引起的小鼠氧化应激,在肝脏组织中尤为明显。     

枯草芽孢杆菌B1对饲喂高脂饲粮小鼠抗氧化功能的影响

本试验旨在研究枯草芽孢杆菌B1对饲喂高脂饲粮小鼠抗氧化功能的影响。将45只体重相近[(35±1)g]的普通ICR小鼠随机分为对照组(基础饲粮)、高脂组(高脂饲粮)、试验组[添加质量分数为0.1%枯草芽孢杆菌B1的高脂饲粮],每组3个重复,每个重复5只,饲养30 d。观察枯草芽孢杆菌B1对高脂饲粮小鼠肠黏膜、肝脏和血清的抗氧化能力、氧化应激状态的影响。结果表明:1)与对照组相比,高脂组小鼠的肠黏膜总抗氧化能力(T-AOC)显著减少了28.34%(P<0.01),肝脏超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化氢酶(CAT)和硫氧还蛋白还原酶活性分别显著降低了22.91%(P<0.05)、37.35%(P<0.01)、47.47%(P<0.01)和36.42%(P<0.05);血清还原型谷胱甘肽(GSH)含量、GSH-Px和抗超氧阴离子自由基(O2-.)活性分别显著下降了30.73%(P<0.01)、47.26%(P<0.01)和8.02%(P<0.01);肝脏8-羟基脱氧鸟苷(8-OhdG)含量显著增加了67.87%(P<0.01)。2)与高脂组相比,试验组小鼠的肠黏膜T-AOC显著增加了32.44%(P<0.05),肝脏GSH含量和CAT活性分别显著上升了38.27%(P<0.05)和53.01%(P<0.05);血清T-AOC、GSH含量、GSH-Px和抗O2-.活性分别显著提高了10.72%(P<0.05)、38.01%(P<0.05)、51.98%(P<0.01)和13.45%(P<0.01);肝脏丙二醛、8-OHdG含量和黄嘌呤氧化酶活性分别显著下降了16.01%(P<0.05)、37.52%(P<0.01)和16.25%(P<0.05)。由此可见,高脂饲粮降低了小鼠肠黏膜、肝脏和血清的抗氧化功能;添加枯草芽孢杆菌B1对饲喂高脂饲粮小鼠的抗氧化功能具有一定的增强作用,并能减少机体的氧化应激状态,较好地保护组织细胞,免受氧化损伤。     

谷氧还蛋白1和硫氧还蛋白1基因在云南乌金猪不同组织中的表达特点及L-组氨酸对其在氧化应激细胞中表达的影响

本试验旨在研究抗氧化基因谷氧还蛋白1(GRX1)、硫氧还蛋白1(TRX1)在云南乌金猪脑垂体、下丘脑、甲状腺、胸腺、胰腺、生殖腺、肝脏、皮肤、十二指肠、空肠、回肠11种组织中的差异表达,探讨L-组氨酸对乌金猪氧化应激细胞中GRX1、TRX1基因表达的调节作用。采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)方法检测乌金猪组织中GRX1、TRX1基因表达;以过氧化氢(H2O2)为氧化应激源建立氧化应激细胞模型,探讨L-组氨酸对GRX1、TRX1基因表达的调节作用。结果表明:1)GRX1、TRX1基因在乌金猪被检测组织中均有表达,肝脏表达量最高,其次是皮肤、空肠,其他组织中的表达量相对较低;2)乌金猪组织中TRX1基因表达量明显高于G RX1基因表达量;3)细胞培养结果表明,受到H2O2刺激时,氧化应激细胞中GRX1、TRX1基因产生过表达,L-组氨酸对氧化应激细胞或非应激细胞中GRX1、TRX1基因表达具有调节作用,其适宜浓度约为280μg/mL。乌金猪GRX1、TRX1基因表达具有明显组织特异性,H2O2可诱导氧化应激细胞中GRX1、TRX1基因产生过表达,添加适宜浓度的L-组氨酸可以调节氧化应激细胞或非应激细胞中GRX1、TRX1基因表达。结果提示,通过营养途径可诱导乌金猪体内G RX1、TRX1基因的表达,这是缓解机体氧化应激损伤和增强抗氧化能力的一种有效方式。     

辛硫磷慢性暴露对大鼠肝脏氧化应激的影响

本试验旨在研究辛硫磷(Phoxim)对大鼠的毒性作用,探讨辛硫磷中毒的氧化应激机制。将36只SD大鼠分成对照组和2个染毒组,染毒组大鼠分别以30(低剂量组)和300μmol/kg体重剂量(高剂量组)灌服辛硫磷,连续灌服153、0 d后,分别测定血浆和肝脏胆碱酯酶(ChE)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性和丙二醛(MDA)含量,并观察肝脏组织学变化。结果表明:辛硫磷染毒后大鼠血浆和肝脏ChE活性均极显著降低(P<0.01),尤其是高剂量染毒组,大鼠血浆ChE最大降低至对照组的22%,肝匀浆中ChE活性降低至对照组的75%。大鼠血浆和肝脏SOD、GSH-Px活性变化随染毒时间延长呈下降趋势,血浆和肝脏MDA含量均呈上升趋势。组织学检查显示辛硫磷可造成肝细胞脂肪变性。本研究表明,大鼠辛硫磷持续染毒可以诱导机体脂质过氧化增强,并导致肝脏结构损伤,说明氧化应激在辛硫磷的肝脏毒性中发挥着重要作用。     

蚯蚓(Eisenia foetida)对水稻土中Cd的富集及其氧化应激

以赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)为模式生物,研究其暴露于不同外源Cd浓度(0～10 mg·kg^-1)水稻土中14 d后Cd等重金属在蚯蚓体内的富集,以及活性氧(ROS)、抗氧化酶和氧化损伤蛋白等生化指标对Cd胁迫的响应。结果表明,与其他金属相比,蚯蚓更易吸收和富集Cd,富集系数(BSAF)可达14.68,且外源Cd浓度的增加能显著抑制(P< 0.05)蚯蚓对Ni、Cu和Zn的富集。采用饱和模型对应用梯度扩散薄膜技术(DGT)测得的土壤有效态Cd和蚯蚓体内Cd含量进行拟合,结果显示良好的相关性(r²=0.99)。Cd胁迫能诱导蚯蚓体内产生活性氧(ROS)并导致蛋白质氧化损伤,但超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽硫转移酶(GST)活性呈现先降后升的"U"型剂量效应。通过比较可知,ROS和蛋白羰基(PCO)可作为土壤Cd污染早期诊断的生物标志物,水稻土中Cd对蚯蚓产生早期伤害可能的阈值范围为0.13~0.21 μg·L^-11 DGT-Cd。