氟暴露对大鼠肾脏损伤及SIRT3-FOXO3a-PINK1/PARKIN通路的影响

目的探讨氟暴露对大鼠肾脏损伤及沉默信息调节因子3(SIRT3)-叉头蛋白O3a(FOXO3a)-张力蛋白同源物诱导的假定激酶1(PINK1)/E3泛素连接酶(PARKIN)通路的影响。方法选取4周龄SD大鼠(清洁级,体质量100~150 g)24只,按随机数字表法分为3组:对照组、低氟组、高氟组,每组8只(雌雄各半)。对照组自由饮用自来水(氟离子浓度<0.5 mg/L),低、高氟组分别自由饮用自来水和氟化钠配制的溶液(氟离子浓度分别为5.0、50.0 mg/L),周期为180 d。实验结束后,观察并记录大鼠氟斑牙形成情况,采集大鼠股骨、尿液、血液,检测骨氟、尿氟、血氟含量,并检测肾脏功能相关指标(血清尿酸、肌酐、尿素氮含量);光镜下观察苏木素-伊红(HE)染色肾组织形态学变化;实时荧光定量PCR(qRT-PCR)法和蛋白质印迹法分别检测肾脏SIRT3、FOXO3a、PINK1、PARKIN、微管相关蛋白1轻链3(LC3)、自噬受体蛋白(P62)mRNA和蛋白表达水平。结果低、高氟组大鼠分别有7、1只检出Ⅰ度氟斑牙,0、7只检出Ⅱ度氟斑牙。与对照组比较,低、高氟组大鼠骨氟(μg/g:1.18±0.06、2.16±0.07比0.52±0.05)、尿氟(mg/L:4.43±0.11、7.46±0.09比2.58±0.14)、血氟含量(μg/ml:0.77±0.06、1.68±0.10比0.52±0.08),血清尿酸(μg/ml:61.01±4.17、103.92±5.43比28.68±2.91)、肌酐(μg/ml:74.82±9.61、132.05±5.35比22.38±4.11)、尿素氮含量(μg/ml:13.36±1.27、14.55±0.34比0.29±0.07)均较高(均P<0.05)。光镜下,对照组肾组织表现为肾小管和肾小球细胞排列紧密且整齐,细胞形态规则,轮廓完整清晰;低氟组与对照组相似,未见明显异常;高氟组可见肾小球结构异常,出现萎缩现象,部分区域肾小管表现为上皮细胞水肿和细胞间界限不清。qRT-PCR检测结果显示,与对照组比较,低、高氟组SIRT3(0.82±0.03、0.58±0.02比1.00±0.08)和P62 mRNA表达水平(0.75±0.07、0.28±0.09比1.00±0.07)均较低(均P<0.05);FOXO3a(1.35±0.04、3.01±0.23比1.00±0.08),PINK1(1.58±0.09、3.28±0.09比1.00±0.07),PARKIN(1.51±0.04、1.67±0.10比1.00±0.05)和LC3 mRNA表达水平(1.74±0.07、2.38±0.18比1.00±0.08)均较高(均P<0.05)。蛋白质印迹法检测结果显示,与对照组比较,低、高氟组SIRT3(0.91±0.01、0.55±0.03比1.00±0.01)和P62蛋白表达水平(0.94±0.27、0.66±0.38比1.00±0.19)均较低(均P<0.05);FOXO3a(1.14±0.03、1.22±0.05比1.00±0.02),PINK1(1.46±0.03、1.56±0.03比1.00±0.05),PARKIN(1.98±0.02、2.33±0.11比1.00±0.06)和LC3蛋白表达水平(4.10±0.58、4.93±0.33比1.00±0.13)均较高(均P<0.05)。结论氟暴露可致大鼠肾组织损伤,SIRT3、P62表达水平下调,FOXO3a、PINK1、PARKIN及LC3表达水平上调。