徐艷麗 馮幼書(shū) 葛夢(mèng)娜 胡金桃 許慶威 姜錦鵬

摘 要：目的：探討吡咯喹啉醌（PQQ）對(duì)急性染鎘小鼠肝功能和脂質(zhì)過(guò)氧化的影響。方法：選擇48只健康、體重相近的4周齡清潔級(jí)小鼠，隨機(jī)分為4組，每組12只。對(duì)照組和染鎘模型組均先腹腔注射生理鹽水，低、高劑量PQQ干預(yù)組分別腹腔注射40、80mg/kg PQQ溶液。2h后，對(duì)照組皮下注射生理鹽水，其余3組皮下注射35μmol/kg的CdCl2溶液。鎘染毒24h后采集血樣和肝組織樣，用于血清中ALT、AST活力以及肝組織中MDA、GSH含量和SOD、GPx活力的測(cè)定。結(jié)果：急性染鎘能使小鼠血清ALT、AST活性以及肝臟MDA含量與GPx活性顯著提高，低、高劑量PQQ干預(yù)可以顯著降低小鼠血清ALT、AST活性及肝臟MDA含量和GPx活性，而對(duì)肝臟SOD活性和GSH含量則無(wú)顯著的影響。結(jié)論：PQQ對(duì)急性染鎘小鼠肝臟抗氧化系統(tǒng)和肝臟功能具有改善效果，可減輕鎘造成的急性肝損傷。

關(guān)鍵詞：吡咯喹啉醌;鎘;小鼠;肝功能;氧化損傷

中圖分類(lèi)號(hào) S852.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2022）09-0023-03

Effects of Pyrroroquinoline Quinone on Liver Function and Lipid Peroxidation in Acute Cadmium-Exposed Mice

XU Yanli? ?FENG Youshu? ?GE Mengna? ?HU Jintao? ?XU Qingwei? ?JIANG Jinpeng

（College of Animal Science， Anhui Science and Technology University， Fengyang 233100， China）

Abstract： Objective： To investigate the effects of pyrroloquinoline quinone （PQQ） on liver function and lipid peroxidation in acute cadmium-exposed mice. Method： A total of 48 4-week-old mice with similar body weight were randomly divided into 4 groups with 12 mice in each. The control group and cadmium-exposed model group were intraperitoneally injected with saline， and the low and high dose PQQ intervention groups were intraperitoneally injected with 40 and 80 mg/kg PQQ solution， respectively. After 2 hours， the control group was subcutaneously injected with saline， and the other 3 groups were subcutaneously injected with 35 μmol/kg CdCl2 solution. After 24 h of cadmium exposure， blood samples and liver tissue samples were collected for the determination of ALT and AST activities in serum， MDA and GSH contents and SOD and GPx activities in liver tissue. Result： acute cadmium exposure significantly increased the activities of ALT and AST in serum， MDA content and GPx activity in liver of mice. Low and high dose PQQ intervention significantly decreased the activities of ALT and AST in serum and the content of MDA and GPx in liver of mice， but had no significant effect on the activities of SOD and GSH in liver. Conclusion： PQQ can improve the antioxidant system and liver function of acute cadmium-exposed mice， and alleviate the acute liver injury caused by cadmium.

Key words： Pyrroloquinoline quinine; Cadmium; Mice; Liver function; Oxidative damage

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，鎘污染狀況日趨嚴(yán)峻，直接威脅著人與動(dòng)物的健康。研究發(fā)現(xiàn)，肝臟是鎘的主要靶器官之一[1]，急性或高劑量鎘暴露可引起肝臟等組織損傷[1]。氧化應(yīng)激在鎘誘發(fā)的肝損傷過(guò)程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用[2]。因此，降低機(jī)體氧化應(yīng)激可能會(huì)減弱鎘誘發(fā)的肝損傷。吡咯喹啉醌（pyrroloquinoline quinone，PQQ）是于20世紀(jì)70年代末被發(fā)現(xiàn)的1種新型B簇類(lèi)維生素，具有促進(jìn)生長(zhǎng)、抗氧化、防護(hù)肝損傷等生物學(xué)功能[3]。胡文敏等[4]研究發(fā)現(xiàn)，PQQ可降低高脂血癥大鼠血清MDA水平及ALT、AST活性，同時(shí)提高了血清SOD和GPx的活性。趙芹等[3]研究表明，PQQ可顯著抑制蛋雞血漿中ALT活性，抑制肝臟中SOD活性的降低和MDA含量的升高，抑制肝臟線粒體相對(duì)含量的減少。PQQ預(yù)處理能夠減輕甲基汞對(duì)PC12細(xì)胞的毒性[5]，說(shuō)明PQQ在拮抗重金屬毒性方面也有獨(dú)到作用。目前，尚未見(jiàn)關(guān)于PQQ對(duì)急性染鎘小鼠肝臟氧化損傷保護(hù)效應(yīng)方面的研究報(bào)道。為此，本研究開(kāi)展了PQQ干預(yù)對(duì)急性染鎘小鼠肝臟氧化損傷的保護(hù)效應(yīng)及肝毒性的預(yù)防效果試驗(yàn)，為預(yù)防鎘中毒提供一定的依據(jù)。5DE186BF-CFAD-4836-8981-EA80F6BFDC1A

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 藥品與試劑 氯化鎘（含量99%）購(gòu)自北京浩克科技有限公司、吡咯喹啉醌（含量98%）購(gòu)自南京邁克沃德生物科技有限公司;丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（alanine aminotransferase，ALT）、天門(mén)冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（aspartate aminotransferase，AST）、總超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、丙二醛（malonaldehyde，MDA）、還原型谷胱甘肽（reduced? glutathione，GSH）、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（glutathione peroxidase，GPx）、總蛋白測(cè)定試劑盒，均購(gòu)自南京建成生物工程研究所。

1.1.2 主要儀器 酶標(biāo)儀（1510，賽默飛世爾科技公司）、臺(tái)式離心機(jī)（L500，湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開(kāi)發(fā)有限公司），旋渦混勻儀（Vortex-2，上海滬析實(shí)業(yè)有限公司）、電熱恒溫箱（DRP-9162，上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司）、電子天平（FA2004N，上海菁海儀器有限公司）、高速組織研磨器（OSE-Y50，天根生化科技有限公司）。

1.1.3 試驗(yàn)動(dòng)物與飼料 清潔級(jí)雄性昆明小鼠及飼料購(gòu)自南京市江寧區(qū)青龍山動(dòng)物繁殖場(chǎng)。飼料營(yíng)養(yǎng)成分為：粗蛋白≥18%、粗脂肪≥4%、粗纖維≤5%、鈣1.2%、磷1.0%、賴(lài)氨酸1.32%、蛋氨酸+胱氨酸5.3%。試驗(yàn)期間小鼠自由采食和飲水。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 分組與給藥 選擇健康、體重相近的4周齡的清潔級(jí)昆明小鼠48只，隨機(jī)分為4組，對(duì)照組、染鎘模型組均腹腔注射生理鹽水，低、高劑量PQQ干預(yù)組分別腹腔注射40、80mg/kg PQQ溶液。2h后，對(duì)照組皮下注射生理鹽水，其余3組皮下注射35μmol/kg的CdCl2溶液，注射容量為5mL/kg。染毒24h后處死小鼠。

1.2.2 樣品采集 摘除眼球取血，室溫下靜置2h后，3000r/min離心15min分離血清。分離肝臟，采集肝組織樣品。血清和肝組織樣品均置于-70℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3 測(cè)定項(xiàng)目

1.3.1 肝臟重量 每組隨機(jī)取試驗(yàn)小鼠10只（空腹12h以上），稱(chēng)量體重，屠宰后剝離肝臟并稱(chēng)重，按下式計(jì)算肝臟相對(duì)重量。肝臟相對(duì)重量=肝臟重量（g）/小鼠體重（g）×100

1.3.2 肝功能 血清ALT、AST活性均采用改良賴(lài)氏比色法測(cè)定，嚴(yán)格按照南京建成生物工程研究所試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作。

1.3.3 肝臟抗氧化功能 肝臟總蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定，肝臟MDA與GSH含量分別采用TBARS法和微板法測(cè)定，肝臟SOD與GPx的活性分別采用WST-1法和比色法測(cè)定，具體操作嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。MDA、GSH含量和SOD、GPx活性均以樣本蛋白濃度進(jìn)行矯正。

1.4 數(shù)據(jù)分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010進(jìn)行初步整理，采用IBM SPSS Statistic23軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用單因子方差分析（one-way ANOVA LSD）法進(jìn)行多重比較分析，以P<0.05作為差異顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn)。所有數(shù)據(jù)均用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（[x±SD]）表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 PQQ對(duì)急性染鎘小鼠肝臟重量的影響 由表1可知，各組小鼠肝臟的絕對(duì)重量和相對(duì)重量無(wú)明顯差異，但與對(duì)照組相比，染鎘模型組以及低、高劑量PQQ干預(yù)組的肝臟相對(duì)重量均有不同程度的增加。

2.2 PQQ對(duì)急性染鎘小鼠肝功能的影響 與對(duì)照組相比，染鎘模型組血清ALT、AST活性顯著升高（P<0.05），提示小鼠肝損傷模型建立成功;與染鎘模型組相比，低、高劑量PQQ干預(yù)組血清ALT、AST活性均顯著降低（見(jiàn)表2）。

2.3 PQQ對(duì)急性染鎘小鼠肝臟抗氧化性能的影響 與對(duì)照組相比，染鎘模型組的肝臟MDA含量與GPx活性顯著升高。與染鎘模型組相比，低、高劑量PQQ干預(yù)組的肝臟MDA含量和GPx活性顯著降低。各組小鼠肝組織中的SOD活性和GSH含量無(wú)顯著差異（見(jiàn)表3）。

3 討論

肝臟是鎘損傷的主要靶器官，血清AST、ALT的活性能夠反映肝細(xì)胞的損害和壞死程度[6]。本試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，染鎘模型組血清ALT、AST活性較對(duì)照組明顯升高（P<0.05），表明在急性鎘暴露下肝細(xì)胞受到了損傷。與染鎘模型組相比，低、高劑量PQQ干預(yù)組小鼠血清AST、ALT活力均顯著降低，表明一定劑量的PQQ能夠保護(hù)急性鎘染毒造成的肝損傷。

SOD是機(jī)體內(nèi)清除超氧陰離子自由基的一種重要酶，能減輕自由基對(duì)細(xì)胞的損傷[7]。GPx是機(jī)體內(nèi)廣泛存在的一種重要的過(guò)氧化物分解酶，能夠減緩細(xì)胞的氧化應(yīng)激損傷[8]。研究表明，急性鎘中毒可減弱機(jī)體對(duì)脂質(zhì)過(guò)氧化物的代謝能力，導(dǎo)致膜脂質(zhì)的過(guò)氧化作用增強(qiáng)，進(jìn)而造成肝臟的氧化損傷[9]。PQQ可以通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)體的氧化反應(yīng)來(lái)保護(hù)肝臟免受損害[3]。本研究結(jié)果顯示，與對(duì)照組相比，急性鎘處理可顯著升高小鼠肝組織中GPx活性，而對(duì)SOD活性無(wú)明顯影響，這與何亞蘭等[9]、Shi等[10]的研究結(jié)果不盡一致。分析其原因可能是與染鎘時(shí)間、劑量等有關(guān)。其次，急性鎘暴露對(duì)不同抗氧化酶活性的影響可能不同。肝細(xì)胞受到急性鎘暴露刺激，提高GPx活性，使其抗氧化能力代償性增強(qiáng)，或是平衡鎘所致的肝細(xì)胞內(nèi)活性氧（ROS）產(chǎn)生過(guò)量，而引起GPx表達(dá)增強(qiáng)。本試驗(yàn)中，低、高劑量PQQ干預(yù)能夠顯著抑制急性鎘暴露所致的肝組織GPx水平升高，其原因可能是PQQ減緩了鎘對(duì)肝組織的氧化損傷，導(dǎo)致機(jī)體的抗氧化代償減弱，或是因?yàn)镻QQ清除了鎘所致的肝組織內(nèi)過(guò)量的ROS，減少了GPx的表達(dá)。

GSH是一種非酶性抗氧化劑和自由基清除劑，可與重金屬、自由基結(jié)合，并將其轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì)排出體外，緩解有毒物質(zhì)對(duì)細(xì)胞的損害[11]。據(jù)報(bào)道，PQQ在拮抗重金屬毒性方面也有獨(dú)到作用，能夠促使鉛中毒小鼠體內(nèi)鉛的排出[12]。本試驗(yàn)中，染鎘模型組以及低、高劑量PQQ干預(yù)組小鼠肝臟GSH含量均低于對(duì)照組，分析其原因可能由于染鎘后，蓄積于肝組織中的鎘與GSH結(jié)合并排出體外，導(dǎo)致肝臟GSH消耗增加。高劑量PQQ干預(yù)組小鼠肝臟GSH含量低于對(duì)照組和低劑量PQQ干預(yù)組，表明添加適量PQQ可以拮抗鎘的急性毒性，促使小鼠肝內(nèi)鎘的排出，但尚需進(jìn)一步研究來(lái)證實(shí)。5DE186BF-CFAD-4836-8981-EA80F6BFDC1A

MDA是自由基與脂質(zhì)發(fā)生過(guò)氧化的主要產(chǎn)物，其含量的高低間接地反映了機(jī)體組織過(guò)氧化程度[6]。本試驗(yàn)中，染鎘模型組小鼠肝臟MDA含量高于對(duì)照組，表明急性鎘染毒促進(jìn)了肝臟的脂質(zhì)過(guò)氧化，這與何亞蘭等[9]的研究結(jié)果一致。低、高劑量PQQ干預(yù)組肝組織中MDA含量較染鎘模型組降低9.07%、11.40%，表明PQQ對(duì)急性鎘染毒引起的過(guò)氧化反應(yīng)具有較好的保護(hù)作用。PQQ干預(yù)降低肝臟MDA含量，可能還與PQQ的其他抗氧化機(jī)制有關(guān)。據(jù)報(bào)道，PQQ能提供電子使自由基還原，直接清除自由基，其清除能力強(qiáng)于其他水溶性抗氧化劑（如維生素C）[13]。因此，PQQ還可能通過(guò)非酶抗氧化系統(tǒng)發(fā)揮抗氧化作用。

綜上所述，急性染鎘可使小鼠肝臟損傷，PQQ干預(yù)能夠有效改善急性染鎘誘導(dǎo)的小鼠肝損傷，這與其緩解肝臟的氧化損傷有關(guān)，但PQQ改善鎘致急性肝損傷的確切作用機(jī)制尚有待進(jìn)一步研究。

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（責(zé)編：張宏民）5DE186BF-CFAD-4836-8981-EA80F6BFDC1A