硒通过外源性核受体拮抗铝影响猪中性粒细胞外捕网生成分子机制的研究

Aluminium is the most abundant metal element in the Earth's crust, excessive aluminum intake can seriously threaten human and animal health. Aluminium exposure can cause cellular immune dysfunction, but there have been no reports of the effects of aluminium on the formation of neutrophil extracellular traps in peripheral blood. Previous studies by project leaders have shown that selenium can mitigate the toxic effects of aluminum by altering the mRNA changes of nuclear xenobiotic receptors. However, it is uncertain whether selenium can alleviate the abnormal formation of neutrophil extracellular traps caused by aluminum poisoning. Based on the model of porcine aluminum poisoning and selenium antagonism in vivo, the AHR inhibition model in vitro, using Staphylococcus aureus and Phorbol-12-myristate-13-acetate as stimulant, immunofluorescence, immune imprinting, laser confocal, flow cytometry and other methods were used to detect the formation of neutrophil extracellular traps relevant indexes, the changes of nuclear xenobiotic receptors key genes, oxidative stress, inflammatory response, calcium homeostasis and other indexes to prove the role of nuclear xenobiotic receptors in the abnormal formation in the neutrophil extracellular traps when selenium, aluminum single and combined exposure exposed. It provides theoretical basis for the prevention and treatment of aluminum poisoning, enriches the toxicological theory of aluminum, deepens the understanding of the biological mechanism of selenium, and provides reference for comparative medicine.

铝是地壳中含量最丰富的金属元素，过量的铝摄入能严重威胁人和动物健康。铝暴露能够引起细胞免疫功能障碍，但目前尚未见关于铝影响外周血中性粒细胞外捕网生成的报道。项目负责人前期研究表明硒能够通过改变外源性核受体的转录来缓解铝的毒性作用。但硒是否能缓解铝中毒引起的中性粒细胞外捕网生成异常还不确定。本研究在建立猪铝中毒及硒拮抗的动物模型，体外培养中性粒细胞外源性核受体基因AHR抑制模型的基础上，以金黄色葡萄球菌和佛波酯为刺激物，应用免疫荧光、免疫印迹、激光共聚焦、流式细胞术等方法，检测猪中性粒细胞中外捕网形成关键基因、外源核受体关键基因、氧化应激、炎症反应、钙稳态等指标的变化情况，证明在硒、铝单一及联合暴露时外源性核受体在中性粒细胞外捕网生成异常中的作用。为防治铝中毒提供理论依据，丰富铝的毒理学理论，加深对硒生物学作用机制的认识，为比较医学提供借鉴。

铝暴露能够引起机体免疫功能障碍。中性粒细胞是机体固有免疫的重要组成细胞，也是机体发生免疫反应的重要效应细胞，在免疫防御过程中发挥主力军的作用。中性粒细胞胞外诱捕网是一种近年来新发现的中性粒细胞捕获和清除外源刺激物的天然免疫应答机制。硒能够参与细胞分化、稳态调节等生理过程，增强组织和细胞的抗氧化和抗炎能力，提高免疫水平。.本项目首先通过动物试验，应用病理学检测、扫描电镜观察、免疫印迹法、荧光定量PCR等技术，通过检测脾脏等免疫器官、中性粒细胞中氧化还原、炎症因子、核受体等指标，证实铝能够诱发组织氧化应激和炎症反应，引起组织损伤，打乱NETs生成节奏，硒对铝中毒引起的免疫损伤有保护作用，涉及的分子机制与氧化应激、炎症反应和核受体代谢有关。其次，建立体外培养的硒和铝暴露的中性粒细胞模型，应用免疫荧光法、扫描电镜法、免疫印迹法、荧光定量PCR和试剂盒法，检测NETs生成和释放的关键指标、钙稳态相关指标、核受体基因、硒蛋白基因等指标。本部分研究结果证明铝首先抑制中性粒细胞的呼吸爆发和钙稳态，调节外源性核受体的表达，抑制中性粒细胞胞外诱捕网的生成。硒主要通过硒蛋白发挥拮抗铝的毒性作用，恢复中性粒细胞胞外诱捕网的生成。本研究证实了铝暴露能够引起猪NETs释放障碍，而硒对其有拮抗作用。本研究加深了对硒生物学作用机制的认识，为防治铝中毒的研究提供了新的研究视角，同时也为兽医临床实践中有效防控铝中毒的发生提供理论指导和实验依据。