晝夜節(jié)律紊亂與臭氧誘導(dǎo)的小鼠肝臟葡萄糖代謝紊亂有關(guān)
臭氧(O3)是糖尿病發(fā)生的關(guān)鍵環(huán)境因素。然而，潛在的機(jī)制仍不清楚。本研究旨在探討O3暴露后小鼠糖代謝的改變以及晝夜節(jié)律在這一過程中的作用。將C57BL/6雄性小鼠隨機(jī)分配到O3 (0.5 ppm)或過濾空氣中4周(4小時(shí)/天)。然后在O3暴露24 h內(nèi)每隔4 h采集小鼠肝組織。結(jié)果表明，O3暴露后肝臟晝夜節(jié)律基因出現(xiàn)異常振蕩，主要發(fā)生在授時(shí)時(shí)間(zt8)和ZT20。此外，糖代謝(代謝物、酶和基因)檢測(cè)顯示，O3引起糖代謝的日常振蕩變化。血清葡萄糖含量在ZT4和ZT20時(shí)降低，而肝葡萄糖含量在ZT16和ZT24時(shí)升高(0)。與肝糖異生相關(guān)的G6pc和Pck1在ZT20時(shí)均顯著升高。O3暴露通過增加小鼠肝臟糖異生和減少糖酵解來破壞糖代謝。很后，相關(guān)分析顯示，Bmal1與o3誘導(dǎo)的糖代謝紊亂之間的相關(guān)性很強(qiáng)。研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了O3暴露后晝夜節(jié)律和糖代謝不良結(jié)果之間的相互作用。
動(dòng)物實(shí)驗(yàn)
6周齡雄性無特異性病原體C57BL/6小鼠來源于北京維特河實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科技有限公司(北京，中國(guó))。動(dòng)物在標(biāo)準(zhǔn)條件下自由進(jìn)食和飲水，在12小時(shí)的明暗循環(huán)下飼養(yǎng)，8:00開燈，記錄為ZT0(24)， 20:00關(guān)燈，記錄為ZT12。適應(yīng)1周后，將小鼠隨機(jī)分為兩組，每組36只，每籠n = 6只，分別為潔凈空氣對(duì)照組(Con)和O3組(O3)。
先前的研究表明，大鼠需要比人類高4-5倍的O3濃度才能匹配人類肺部的O3誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)(Hatch et al.， 1994,2013)。小鼠的呼吸頻率是大鼠的1.5-3倍。基于上述研究，結(jié)合8小時(shí)(0.075 ppm)中國(guó)國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)O3濃度，選擇0.5 ppm作為小鼠暴露的O3濃度。O3組小鼠暴露在0.5±0.05 ppm的O3環(huán)境中28天(4 h/天，ZT0-ZT4)，對(duì)照組小鼠暴露在類似的室內(nèi)過濾空氣中。(臭氧發(fā)生器、實(shí)時(shí)臭氧監(jiān)測(cè)儀、臭氧尾氣處理裝置均購(gòu)自中國(guó)北京同林科技有限公司)。暴露于O3四周后，從ZT4開始，在24小時(shí)內(nèi)每4小時(shí)采集一次血液和肝臟樣本。血清樣本保存在−80?C，供以后分析。肝臟邊緣制備組織病理切片，其余部分用預(yù)冷生理鹽水沖洗，然后快速冷凍于液氮中，保存于- 80?C。所有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)均按照山西大學(xué)科學(xué)研究委員會(huì)批準(zhǔn)的指導(dǎo)方針進(jìn)行。
來自：Circadian rhythm disturbances involved in ozone-induced glucose metabolism disorder in mouse liver
Yaru Zhang , Zhipeng Yan , Nan Nan , Guohua Qin *, Nan Sang
College of Environment and Resource, Research Center of Environment and Health, Shanxi University, Taiyuan, Shanxi 030006, People’s Republic of China
