식이 비소 보충은 산란계의 간과 신장에서 핵 인자 적혈구계 2-관련 인자 2를 억제하여 산화 스트레스를 유발합니다
Mar 28, 2022
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요약
이 연구는 식이 비소 보충제가 산란 능력, 난자 품질, 간 및 신장 조직병리학, 간 및 간의 산화 스트레스에 미치는 영향을 조사했습니다.산란계의 신장. 또한 핵인자 적혈구계 {{0}}관련 인자 2(Nrf2)-Kelch-like ECH-associated protein 1(Keap1) 경로를 탐색하여 스트레스의 분자 메커니즘을 밝혀냈습니다. 512개의 40-주령 Hyline White 산란계를 4개 그룹에 무작위로 할당하여 그룹당 8개의 우리와 우리당 16개의 암탉을 가졌습니다. 4개 그룹에 투여된 비소의 투여량은 0.95, 20.78, 40.67 및 60.25 mg/kg이었습니다. 결과에 따르면 식이 비소 보충은 암탉의 날 계란 생산(P, 0.05), 평균 계란 무게(P, 0.05), Haugh 단위(P, 0.05), 알부민 높이(P, 0.05)를 유의하게 감소시키는 것으로 나타났습니다. , 및 달걀 껍질 강도(P, 0.05). 식이 비소 보충은 또한 간에서 비소 및 조직병리학적 손상의 축적을 유도했습니다.신장. 따라서 식이 비소 보충제는 혈청 알라닌 아미노전이효소(P, {0}}.05), 아스파르테이트 아미노전이효소(P, 0.05)를 유의하게 향상시켰습니다. , 혈액 요소 질소(P, {{1{12}}}}.{14}}5) 및 요산(P, 0.{18}}5) 수준. 비소 노출 후 슈퍼옥사이드 디스뮤타제(SOD)(P, 0.05), 카탈라제(P, 0.01), 글루타티온 환원효소(P, 0.05), 글루타티온 퍼옥시다제(P, 0.05), 글루타티온 함량(P, 0.05)의 활성은 0.05였다. 간과 신장에서 malondialdehyde 수준이 유의하게 증가한 반면(P, 0.05) 유의하게 감소했습니다. 신장 망간 슈퍼옥사이드 디스뮤타제 유전자 발현과 SOD 활성을 제외하고는 간과 신장에서 항산화 효소 활성과 항산화 효소 유전자 발현 사이에 양의 상관관계가 나타났다. 또한, 간 및 신장 Nrf2 mRNA 발현은 항산화 유전자 발현과 양의 상관관계가 있었고 Keap1 mRNA 발현과 음의 상관관계가 있었습니다. 요약하면, 식이 비소 보충제는 산란계의 간과 신장에서 Nrf{22}}Keap1 경로를 억제하여 산화 스트레스를 유발했습니다.
키워드:비소, 산란계, Nrf{0}}Keap1 경로, 산화 스트레스, 신장
소개
최근 몇 년 동안 환경 위험은 농도가 증가함에 따라 발생하는 것으로 밝혀졌습니다. 비소는 가금류 사료의 매우 낮은 농도에서도 높은 준금속 독성 물질입니다. 가금류에서의 생리학적 역할은 시스테인을 포함한 메티오닌 대사 산물의 합성에 필요하기 때문에 잘 정의되어 있습니다. 가금류 사료의 비소 권장 농도는 {0}}.012~0.050mg/kg입니다(Balo s et al., 2019). 그러나 이전 조사에서는 가금류 사료에 해조류, 탄산제2구리, 황산제2구리 5수화물, 염화이수산화이구리 또는 탄산제1철이 포함된 경우 가금류 사료의 비소 농도가 동물의 허용 수준을 넘어설 가능성이 있음이 나타났습니다(Adamse et al., 2017). . Kazi et al. (2013)은 가금류 사료의 비소가 육계의 건강에 영향을 미칠 가능성이 높다고 보고했습니다. 가금류 사료에 함유된 과도한 양의 비소와 가금류에 대한 독성 영향은 여전히 심각한 문제입니다. 과량의 비소가 동물에 유입되면 면역독성, 호흡기 독성, 심혈관 독성, 간독성, 간독성, 신독성, 신경독성, 생식독성, 유전독성과 같은 다양한 건강상의 부작용을 유발할 수 있습니다. 내장 기관에 대한 비소의 독성 효과는 주로 포유류 연구에서 문서화되었으며, 비소가 간 및 신장 기능에 위험을 제기함을 시사합니다(Waalkes et al., 2004; Mazumder, 2005; Zheng et al., 2014). 그럼에도 불구하고, 식이 비소 노출이 산란계의 간과 신장에 미치는 독성학적 영향은 여전히 불분명합니다. 동물에서 비소의 독성은 산화 스트레스와 밀접한 관련이 있으며, 이는 pro/antioxidant 균형을 방해합니다(Flora, 2011). 비소가 세포에 들어가면 세포내 글루타티온(GSH)과 결합하거나 산화되어 자유 라디칼이 생성됩니다. 우리가 알고 있는 바와 같이 세포 보호 유전자는 핵 인자 적혈구계 관련 인자 2(Nrf2), 활성 단백질 1 및 핵 인자 카파-B를 비롯한 여러 세포 내 전사 인자에 의해 조절될 수 있습니다(Kwak et al., 2001 ). 전사 인자 Nrf2는 세포의 스트레스 수준을 조절하는 중요한 분자입니다. 정지 상태에서 Nrf2는 대부분 세포질에 위치한 Kelch 유사 ECH 관련 단백질 1(Keap1)과 상호 작용합니다. 산화 스트레스가 유발되면 Nrf2는 Keap1 분자에서 분리된 후 세포질에서 핵으로 전위되어 세포 보호 유전자의 발현을 활성화합니다(Motohashi and Yamamoto, 2004). 그 후, 세포 보호 유전자는 슈퍼옥사이드 디스뮤타제(SOD), 글루타티온 환원효소(GR), 글루타티온 퍼옥시다제(GSH-Px) 및 카탈라제(CAT)를 포함한 다운스트림 항산화 효소의 활성을 추가로 조절합니다. 이전 연구에서는 전사 인자 Nrf2가 포유류의 비소 유발 스트레스에 참여하는 것으로 나타났습니다(Sinha et al., 2013). 그러나 산란계의 산화 스트레스 효과에 대한 비소 노출의 정확한 영향은 아직 파악하기 어렵습니다. 본 연구에서 우리는 산란계의 산란성, 계란 품질, 혈청 생화학적 지수, 간 및 신장 조직병리학적 변화, 산화 스트레스에 대한 식이 비소 보충제의 영향을 조사했습니다. 또한 Nrf{30}}Keap1 경로를 탐색하여 간의 분자 메커니즘을 확인하고신장암탉을 낳는 것. 이 연구는 간에서의 식이 과잉 비소 독성의 생물학적 이론에 대한 통찰력을 제공합니다.신장암탉을 낳는 것.
재료 및 방법
이 연구는 기관 동물 관리 및 사용 위원회의 승인을 받았습니다. 동물에 대해 수행된 모든 실험 절차는 중국 실험 동물 과학 협회에 따라 구현되었습니다.
동물, 다이어트 및 실험적 디자인
유사한 신체 조건을 가진 512마리의 {{0}}주령 Hyline White 산란계를 무작위로 선택하여 4개 그룹으로 분리했습니다. 각 그룹에는 16마리의 새가 8번 복제되었습니다. 비소는 4가지 농도({14}}, 20, 40, 60 mg/kg, 아르사닐산 형태)로 옥수수 콩 기본 식단에 추가되었습니다(보충 표 1). 공급물의 비소 농도는 이전 방법론에 따라 수소화물 생성 원자 흡수 분광법으로 측정되었습니다(Dos Passos et al., 2012). 4개의 그룹에서 비소의 실제 농도는 0.95, 20.78, 40.67 및 60.25mg/kg이었습니다. 새들은 1개의 피더와 2개의 젖꼭지 급수기가 구비된 케이지(60 ! 50 ! 50 cm3)에 보관되었고, 케이지당 2마리의 암탉이 수용되었다. 전체 실험 기간 동안 암탉은 사료와 음료에 자유롭게 접근할 수 있었습니다. 전체 실험은 1-주 조정 기간과 9-주 공식 실험 기간을 포함하여 10주 동안 지속되었습니다.
산란 성능 및 계란 품질
전체 실험 기간 동안 사료 소비량, 암탉의 날 알 생산 및 알 무게(EW)를 포함하여 산란 성능 지수를 매일 기록했습니다. 각 그룹의 사료 섭취량과 EW 결정은 민감한 체중계(XS2002S, Mettler Toledo, Zurich, Switzerland)를 사용하여 수행되었습니다. 사료 전환율(FCR)은 다음 공식에 따라 계산되었습니다: FCR 5 사료 섭취량(g)/계란 질량(g). 각 그룹에서 총 40개의 알을 무작위로 수집하여 실험 종료 시 산란 24시간 이내에 난 품질 매개변수를 측정했습니다. 민감한 체중계(XS2002S, Mettler Toledo)를 사용하여 알의 무게를 쟀습니다. 그 후, 디지털 에그 테스터(DET6000, Nabel Co. Ltd., Kyoto, Japan)를 사용하여 Haugh 단위, 난백 높이, 난황색 및 난각 강도를 측정하였다. 다이얼 게이지 마이크로미터를 사용하여 계란의 날카로운 부분, 중간 부분 및 둔한 부분에서 내막이 있는 난각 두께를 측정했습니다.(547-350, Mitutoyo, Kawasaki, Japan) 및 평균값을 통계 분석에 사용했습니다.
샘플 수집
사육 실험 후, 각 군에서 32마리를 무작위로 선택하여 목의 정맥을 절단하여 안락사시켰다. 혈액 샘플은 멸균된 원심분리기 튜브에 수집되었고 혈청 생화학적 지수를 측정하기 위해 즉시 실험실로 이송되었습니다. 그 후 새를 해부하고 간과신장복강에서 제거되었습니다. 간과신장샘플을 4 부분으로 절단했습니다. 한 부분은 조직병리학적 검사를 위해 4% 파라포름알데히드에 즉시 고정되었습니다. 다른 3개 부분은 산화 스트레스 매개변수, 비소 침착 및 유전자 발현의 추가 결정을 위해 액체 질소에 즉시 저장되었습니다.
비소 증착 분석
난자의 품질을 측정한 후 난황을 난백에서 분리하였다. 알부민과 난황의 비소 축적은 이전 방법론에 따라 수소화물 생성 원자 흡수 분광법으로 측정되었습니다(Dos Passos et al., 2012). 계란 전체의 비소 축적량은 난백과 노른자의 비소 함량을 합산하여 계산했습니다. 비슷한 방식으로 수소화물 생성 원자 흡수 분광법을 사용하여 간 및 비소의 축적을 측정했습니다.산란계의 신장(Dos Passos et al., 2012).
혈청 생화학적 지수의 결정
총 단백질, 알부민, 글로불린, 알라닌 아미노전이효소(ALT) 및 아스파르테이트 아미노전이효소(AST) 수준은 간 기능을 평가하는 중요한 지표입니다. 이러한 매개변수는 제조업체의 지침에 따라 적절한 분석 키트(Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute, Nanjing, China)를 사용하여 측정되었습니다. 혈액 요소 질소(BUN), 요산(UA) 및 크레아티닌(CT) 수치는 신장 기능을 평가하기 위한 중요한 지표이며 검출 키트(Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute)를 사용하여 결정되었습니다.
조직병리학적 변화
4% 파라포름알데히드로 고정된 간 및 신장 조직은 70, 80, 90, 95 및 100% 에탄올에서 탈수되었고 최종적으로 파라핀에 포매되었습니다. 조직을 6-mm 두께로 절단한 다음 hematoxylin과 eosin으로 염색했습니다. 그 후, 간의 조직병리학적 변화 관찰 및신장조직은 광학 현미경(Olympus, Melville, NY)으로 병리학자에 의해 수행되었습니다.
지질 과산화(LPO) 및 항산화 효소 활성 분석
SOD, CAT, GR 및 GSH-Px의 활성과 간 및 신장에서 malondialdehyde(MDA) 및 GSH의 함량은 적절한 분석 키트(Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute)를 사용하여 결정되었습니다. 간단히 말해서, MDA 함량은 티오바르비투르산과 MDA의 반응에 기초한 분광광도법으로 측정하였다(Janero, 1990). GR 활성 및 GSH 함량은 5,5- dithiobis(2-nitrobenzoic acid)를 사용하여 결정되었습니다(Carlberg and Mannervik, 1985; Abegg et al., 2012). SOD 활성은 nitro blue tetrazolium 환원과 xanthine oxidase 사이의 억제 반응에 따라 결정되었습니다. CAT 활성은 안정적인 과산화수소 암모늄 몰리브데이트 착물의 형성을 기반으로 결정되었습니다(Aebi, 1984). GSH-Px 활성은 t-부틸 하이드로퍼옥사이드의 환원을 평가하여 결정되었습니다(Wheeler et al., 1990).
총 RNA 분리 및 실시간 정량적 PCR
제조사의 지시에 따라 Trizol RNAiso Kit(Invitrogen, Carlsbad, CA)를 사용하여 간 및 신장 조직에서 총 RNA를 분리했습니다. PrimeScript RT Reagent Kit(TaKaRa, Dalian, China)를 사용하여 RNA 샘플을 cDNA로 역전사했습니다. 망간 슈퍼옥사이드 디스뮤타제(MnSOD), 구리-아연 슈퍼옥사이드 디스뮤타제(CuZnSOD), CAT, GR, GSH-Px, Nrf2, Keap1 및 하우스키핑 유전자(b-액틴)에 대한 정방향 및 역방향 프라이머는 보충 표 2에 나와 있습니다. 유전자 풍부도는 StepOnePlus Real-Time PCR 시스템(ABI 7500, Applied Biosystems, Foster City, CA)에 의해 측정되었습니다. 사이클링 조건은 30초 동안 95C, 5초 동안 95C, 10초 동안 59C, 30초 동안 72C의 35 사이클이었습니다. mRNA 발현의 배수 차이는 Real-Time PCR 효율을 활용한 상대 정량화 방법을 사용하여 측정하고 b-actin 수준으로 정규화하여 모든 그룹 간의 상대 CT 변화를 비교했습니다(Livak and Schmittgen, 2001).
통계 분석
모든 데이터는 평균 6 SE로 표시됩니다. 통계 분석은 SPSS 버전 20.0(SPSS Inc., Chicago, IL)를 사용하여 일원 분산 분석에 의해 수행되었습니다. 그룹 간의 차이가 유의할 때(P, 0.05로 표시), 사후 다중 비교를 위해 평균을 Tukey의 정직하게 유의한 차이와 비교했습니다. 피어슨 상관관계는 이변량 상관분석(SPSS version 20.0, SPSS Inc.)으로 분석하였다. 유의성 및 상관계수는 각각 "p" 및 "r"로 표시됩니다.
결과
산란 성능 및 알 품질 {{0}}.95 mg/kg 비소 그룹에 비해 암탉의 계란 생산량 및 EW는 60.25 mg/ kg 비소 그룹(P, 0.{16}}5). 그러나 식이 비소는 사료 섭취 또는 FCR에 영향을 미치지 않았습니다(표 1). {{20}}.95 mg/kg arsenic 그룹과 비교하여 Haugh 단위는 40.67 mg/kg(P, 0.05) 및 60.25 mg에서 유의하게 감소했습니다. /kg(P, 0.05) 비소 그룹. 또한, 알부민 높이와 난각 강도는 모두 0.95 mg/kg 비소 그룹에 비해 20.78 mg/kg 비소 그룹에서 유의하게 감소했으며(P, 0.05), 40.67 mg/kg 비소 그룹에서 안정 상태를 유지했으며 60.25 그룹에서 급격히 감소했습니다. mg/kg 비소 그룹(P, 0.05). 식이 비소는 노른자 색이나 난각 두께에 영향을 미치지 않았습니다(표 1).
비소의 증착
알부민(P, {0}}.05), 노른자(P, 0.05) 및 전체 계란에 비소 침착 (P, 0.{17}}5) 식이 비소의 용량이 0.95에서 60.25 mg/kg으로 증가함에 따라 유의하게 증가했습니다(표 2). 유사하게, 식이 비소의 용량이 0.95에서 60.25 mg/kg으로 증가함에 따라 간(P, 0.05) 및 신장(P, 0.05)에서 비소 침착이 상당히 증가했습니다(표 2)
계란 품질과 계란 내 비소 침착 간의 상관 관계 분석
알부민의 비소 침착은 Haugh 단위(r {0}}.622, P, 0.{{10}}1), 알부민과 음의 상관관계가 있었습니다. 높이(r 5 20.878, P, 0.{22}}1) 및 난각 강도(r 5 20.897, P, 0.{{ 30}}1). 한편, 난황의 비소 침착은 Haugh 단위(r 5 20.654, P, 0.01), 알부민 높이(r 5 20.893, P, 0.01) 및 난각 강도(r 5 20.902, P, 0.01). 유사하게, 전체 난자의 비소 침착과 Haugh 단위(r 5 20.640, P, 0.01), 알부민 높이(r 5 20.888, P, 0.01) 간에 음의 관계가 발견되었습니다. , 및 난각 강도(r 5 20.902, P, 0.01)(표 3)
혈청 생화학적 지수
{{0}}.95 mg/kg 비소 그룹에 비해 ALT 수치가 20.78 mg/kg에서 유의하게 증가했습니다(P, 0.{ {16}}5), 4{18}}.67 mg/kg(P, 0.05) 및 60.25 mg/kg(P, 0.05) 비소 그룹. 한편 AST 수치는 60.25 mg/kg 비소군이 0.95 mg/kg 비소군에 비해 유의하게 증가하였다(P, 0.05). 식이 비소는 혈청의 총 단백질 또는 알부민 수준에 영향을 미치지 않았습니다(표 4).
{{0}}.95 mg/kg 비소 그룹과 비교하여 BUN과 UA 수준은 60.25 mg/kg 비소 그룹에서 유의하게 증가했지만(P, 0.05), 식이 비소 노출은 그렇지 않았습니다. 혈청의 CT 수준에 영향을 미칩니다(표 4).
조직병리학적 변화
간 조직의 모양은 {{0}}.95 mg/kg 비소 그룹에서 정상이었고 변화가 없었습니다. 그러나 식이 비소의 투여량이 2.78 mg/kg에서 60.25 mg/kg으로 증가함에 따라 담관의 증식, 간세포 지방증 및 중심 정맥의 변형이 더 심각해졌습니다(그림 1A-1D). 신장 조직의 모양은 0.95 mg/kg 비소 그룹에서 정상이었고 변화가 없었습니다. 그러나 0.95 mg/kg 비소 그룹과 비교하여 20.78 mg/kg 비소 그룹에서 사구체 수축이 심하게 나타났습니다. 식이 비소의 용량이 40.67에서 60.25 mg/kg으로 증가함에 따라 신세뇨관의 확대, 세뇨관 섬유화 및 유리질화가 더 심해졌습니다(그림 1E-1H).
산화 스트레스 바이오마커
{{0}}.95 mg/kg 비소 그룹에 비해 간 MDA 수준은 60.25 mg/kg 비소 그룹에서 유의하게 증가했습니다(P, {{12} }.{16}}5), 신장 MDA 수치는 20.78 mg/kg(P , 0.05), 40.67 mg/kg(P , 0.05) 및 60.25 mg/kg(P , 0.05) 비소에서 유의하게 증가했습니다. 그룹(그림 2A). 간의 GSH 수치와신장0.95 mg/kg 비소 그룹에 비해 20.78 mg/kg 비소 그룹에서 유의하게 감소했습니다(P, 0.{17}}5) , 그리고 40.67 및 60.25 mg/kg 비소 그룹에서 안정되었습니다(그림 2B). 간 SOD 활성은 0.95 mg/kg 비소 그룹에 비해 4{25}}.67 mg/kg(P, 0.05) 및 60.25 mg/kg(P, 0.05) 비소 그룹에서 유의하게 감소했습니다. 신장 SOD 활성은 0.95 mg/kg 비소 그룹(P, 0.05)에 비해 20.78 mg/kg 비소 그룹에서 유의하게 감소했으며 40.67 및 60.25 mg/kg 비소 그룹에서 정체되었습니다(그림 2C). 간에서의 CAT 활성과신장식이 비소의 용량이 {{0}}.95에서 60.25 mg/kg으로 증가함에 따라 크게 감소했습니다(P, 0.{14}}5, 그림 2D). 0.95 mg/kg 비소 그룹과 비교하여 간 및 신장에서의 GR 활성은 6{23}}.25 mg/kg 비소 그룹에서 유의하게 감소했습니다(P, 0.05, 그림 2E ). 또한, 0.95 mg/kg arsenic 군에 비해 간 GSH-Px 활성은 60.25 mg/kg arsenic 군에서 유의하게 감소하였고(P, 0.05), 신장 GSH Px 활성은 20.78 mg/kg arsenic 군에서 급격히 감소하였다. (P, 0.05) 40.67 및 60.25 mg/kg 비소 그룹에서 정체되었습니다(그림 2F).
항산화 효소, Nrf2 및 Keap1 분자의 유전자 발현
간 CuZnSOD 유전자 발현은 0.95 mg/kg 비소 그룹에 비해 20.78 mg/kg 비소 그룹에서 유의하게 감소했습니다(P, 0.{16} }5) 4{18}}.67 및 6{21}}.25 mg/kg 비소 그룹에서 안정되었습니다. 신장 CuZnSOD 유전자 발현은 40.67 mg/kg(P , 0.05) 및 60.25 mg/kg(P , 0.05) 비소 그룹과 0.95 mg/kg 비소 그룹 비교(그림 3A). 0.95 mg/kg arsenic 그룹과 비교하여 간 MnSOD 유전자 발현은 20.78 mg/kg arsenic 그룹에서 유의하게 감소했습니다(P, 0.{73 }}5) 4{{8{82}}}}.67 및 60.25 mg/kg 비소 그룹에서 안정 상태를 유지했습니다. 신장 MnSOD 유전자 발현은 그룹 간에 크게 다르지 않았습니다(그림 3B). 간 CAT 유전자 발현은 {{1{107}}5}}.95 mg/kg 비소 그룹에 비해 2{94}}.78 mg/kg 비소 그룹에서 유의하게 감소했으며 정체되었습니다. 40.67 및 60.25 mg/kg 비소 그룹에서. Renal CAT 유전자 발현은 0.95 mg/kg 비소 그룹에 비해 20.78 mg/kg 비소 그룹에서 유의하게 감소되었고(P, 0.05) 40.67 mg/kg 비소 그룹에서 정체되었고, 60.25 mg/kg에서 급격히 감소했습니다. 0.95 mg/kg 비소 그룹과 비교한 비소 그룹(P, 0.05, 그림 3C). 간 및 신장에서의 GR 유전자 발현은 0.95 mg/kg 비소 그룹(P, 0.05)에 비해 20.78 mg/kg 비소 그룹에서 유의하게 감소되었고 40.67 및 60.25 mg/kg 비소 그룹에서 정체되었습니다(그림 3D). 또한, 식이 비소의 용량이 0.95에서 40.67 mg/kg으로 증가함에 따라 간 GSH-Px 유전자 발현이 유의하게 감소한 후(P, 0.05) 60.25 mg/kg 비소 그룹에서 정체되었다. 신장 GSH-Px 유전자 발현은 0.95 mg/kg 비소 그룹(P, 0.05)에 비해 20.78 mg/kg 비소 그룹에서 크게 감소하고 40.67 및 60.25 mg/kg 비소 그룹에서 정체되었습니다(그림 3E). 간과 신장에서 Nrf2 유전자 발현은 0.95mg/kg 비소 그룹(P, 0.05)과 비교하여 20.78mg/kg 비소 그룹에서 유의하게 감소했으며 40.67 및 60.25mg/kg 비소 그룹에서 정체되었습니다(그림 4A 및 4C). ). 대조적으로, 간 및 신장에서의 Keap1 유전자 발현은 0.95 mg/kg 비소 그룹과 비교하여 20.78 mg/kg 비소 그룹에서 급격히 증가하였고(P, 0.05), 40.67 및 60.25 mg/kg 비소 그룹에서 정체되었습니다(그림 4B 및 4D).
Nrf{0}} Keap1 경로와 관련된 상관관계 분석
CuZnSOD의 유전자 발현(간, r{0}}.613, P, 0.01;신장, r {{0}}.687, P , 0.{{10}}1), CAT(간, r 5 0.738, P , 0.01; 신장, r 5 0.903, P, 0.01), GR(간, r 5 0.477, P, 0.05; 신장, r 5 0.485, P, 0.05) 및 GSH-Px(간, r{21}}.450, P, 0.05, 신장 , r 5 0.767, P , 0.01) 간 및 신장에서, 간성 MnSOD 유전자 발현(r 5 0.707, P , 0.01)은 해당하는 활성과 양의 상관관계가 있었다. 항산화 효소. 또한, Nrf2 유전자 발현은 CuZnSOD(간, r{34}}.756, P, 0.01;신장, r {{0}}.736, P, 0.01), CAT(간, r 5 0.893, P, 0.01;신장, r {{0}}.740, P , {{10}}.01), GR(간, r 5 0 .837, P, 0.01; 신장, r 5 0.915, P, 0.01) 및 GSH-Px(간, r 5 0.822, P, 0.01; 신장, r {{17} }.722, P, 0.01) 간 및신장및 간 MnSOD 유전자 발현(r {{0}}.720, P, 0.01). Nrf2와 Keap1 mRNA 발현 사이에는 음의 상관관계가 있었습니다(간, r{6}}.746, P, 0.01;신장, r {{0}}.771, P , 0.01) 간 및 신장에서. 또한, MnSOD 유전자 발현과 SOD 효소 활성, 또는 Nrf2 mRNA 발현 사이에는 상관관계가 없었다.산란계의 신장(표 5).
논의
비소는 자연에서 어디에나 있고 독성이 있는 준금속입니다. 간독성, 신독성, 신경독성, 면역독성, 심혈관 독성, 간독성 및 생식 독성을 포함하여 인간과 동물에서 여러 독성을 유발합니다(Mandal and Suzuki, 2002). 비소는 동물의 생식 기관을 가장 강력하게 표적으로 삼습니다. 이전 연구에서는 식이 록사르손 노출이 산란율과 알 생산을 방해하는 것으로 나타났습니다(Chiou et al., 1999; Zhang et al., 2017). 이 연구에서 식이 비소 보충은 알 생산과 EW를 포함한 산란 능력을 현저히 감소시켰습니다. 이전 연구에서는 식이 비소 보충이 계란에 비소 축적을 유도하고 계란 품질을 저하시키는 것으로 나타났습니다(Chiou et al., 1998; Zhang et al., 2017). 현재 연구에서 식이 비소 보충은 Haugh 단위, 알부민 높이 및 달걀 껍질 강도를 유의하게 감소시켰습니다. 난황 색과 난각 두께를 제외하고 난자 내 비소 침착과 난 품질 매개변수 사이에는 음의 상관관계가 있는 것으로 나타났습니다. 이것은 Haugh 단위, 알부민 높이 및 달걀 껍질 강도가 알의 비소 침착에 의해 영향을 받을 수 있음을 시사합니다. 우리가 알고 있는 바와 같이, 달걀 껍질의 팰리세이드 층 두께는 달걀 껍질 두께를 결정하는 요소인 반면(Ruiz and Lunam, 2000), 색소 침착은 난황 색을 결정합니다. 따라서 우리는 식이 비소 보충이 산란계의 알에서 안료 침착의 방벽층 두께에 영향을 미치지 않을 수 있다고 추측했습니다. 새로운 증거는 간 및 신장 장애가 비소 노출 후 포유동물에서 흔하다는 것을 나타냅니다(Liu and Waalkes, 2008; Huang et al., 2009). 이전 연구에서는 비소 노출이 Channa punctatus에서 간세포의 핵 용해, 세포 사멸 및 괴사를 수반하는 조직 방향 감각 상실, 피부 건조증 및 공포화를 포함한 조직 병리학 적 병변을 유도한다는 것을 보여주었습니다 (Roy and Bhattacharya, 2006). 이 연구에서 우리는 식이 비소의 복용량이 20.78 mg/kg에서 60.25 mg/kg으로 증가함에 따라 담관 증식, 간세포 지방증, 간 중심 정맥 변형의 심각한 변화를 관찰했습니다. Roy와 Bhattacharya(2006)는 또한 비소 노출이 사구체의 수축, 신세뇨관의 불규칙성 및 보우만 공간의 증가를 유도한다는 것을 발견했습니다. 현재 조사에서 식이 비소의 복용량으로
20.78 mg/kg에서 60.25 mg/kg으로 증가했을 때, 신장 세뇨관의 확장, 사구체 수축, 세뇨관 섬유화 및 유리화를 포함하여 신장 조직병리학적 변화가 매우 심각했으며 이는 이전 연구와 일치합니다(Roy and Bhattacharya, 2006). 이전 보고서에 따르면 혈청 AST 및 ALT 수준은 간 염증 반응 및 섬유화증의 대리 마커인 것으로 입증되었습니다(Wang et al., 2008; Khattab et al., 2015). 이 연구에서 혈청 내 AST 및 ALT 수치의 증가는 비소 노출 후 간 염증 반응이 강화되었음을 의미하며, 이는 산란계의 간에서 관찰된 조직병리학적 변화와 일치했습니다. Patel과 Kalia(2013)는 비소 유발 간독성이 Wistar 쥐의 혈청 ALT 및 AST 수준 증가에 의해 나타난다는 것을 발견했습니다. 신장 기능은 혈청 내 BUN, CT 및 UA 수준에 의해 일상적으로 모니터링됩니다. 우리는 혈청 BUN과 UA 수치가 유의하게 증가하고 혈청 CT 수치가식이 비소 보충 후 증가하는 경향이 있음을 발견했습니다.신장손해이는 이전 연구와 일치하는 산란계의 비소 노출로 인한 결과입니다(Liu et al., 2000). 비소 노출로 인한 조직 손상이 산화 스트레스와 밀접한 관련이 있다는 것은 잘 알려져 있습니다(Jomova et al., 2011). 산화 스트레스가 유발되면 세포 내 활성 산소 종(ROS)이 LPO를 유도하며 이는 세포 내 MDA 수준으로 모니터링할 수 있습니다(Storey, 1996). 이 연구에서 식이 비소 보충 후 간 및 신장 MDA 수치가 상당히 증가했으며, 이는 LPO의 증가가 있음을 의미하며, 이는 간 및 신장에서의 산화적 손상을 나타낼 수 있습니다.산란계의 신장.GSH는 또한 세포 내 산화 스트레스 조절에 중요한 역할을 합니다(Finkel and Holbrook, 2{1}}00). 0.95 mg/kg 비소 그룹에 비해 GSH 수준
더 높은 농도의 비소로 치료한 그룹에서 유의하게 감소했으며, 이는 비소가 GSH와 결합하여 간의 항산화 능력을 약화시킬 수 있음을 시사하고,신장.Floraet al. (1997) 비소 노출은 GSH 농도를 감소시키고 간에 뚜렷한 병변을 생성하고신장쥐의. 또한 세포 내 항산화 효소 시스템은 SOD, CAT, GR 및 GSH-Px를 포함한 산화 스트레스로부터 보호하는 보호 역할을 합니다(Finkel and Holbrook, 2000). 이 연구에서 식이 비소 보충은 산란계의 간과 신장에서 SOD, CAT, GR 및 GSH-Px의 활성을 유의하게 감소시켰습니다. 항산화 시스템이 과도한 세포 내 ROS를 중화할 수 없을 때 LPO로 인해 산화 손상이 발생하고, 이는 차례로 항산화 효소의 활성을 약화시킬 수 있습니다. 이전 연구에서는 비소가 쥐의 신장에서 산화 스트레스를 유발한다고 유사하게 보고했습니다(Sener et al., 2016). 항산화 효소는 단백질이며 전사 수준에서 유전자에 의해 조절될 수 있습니다. 본 연구에서 비소 노출은 CuZnSOD, CAT, GR 및 GSHPx의 mRNA 발현을 유의하게 감소시켰다. 또한 CuZnSOD, CAT, GR 및 GSH-Px의 유전자 발현은 항산화 효소의 활성과 양의 상관 관계가 있어 비소 노출이 mRNA 발현을 억제하여 항산화 효소의 활성을 감소시킴을 의미합니다. 유사하게 수은 노출 후 산란계의 간과 신장에서 항산화 효소의 활성과 유전자 발현 사이의 상관 관계가 보고되었습니다. 그러나 식이 비소 보충은 MnSOD 발현에 영향을 미치지 않았습니다.신장.이것은 SOD가 여러 동종효소를 가지고 있고 그 활성이 MnSOD 유전자의 영향을 받지 않기 때문일 수 있습니다. Nrf2는 산화 스트레스에 대한 방어 시스템에서 중요한 역할을 합니다. 기본 조건에서 Nrf2는 세포질의 Keap1에 결합합니다. 세포 내 ROS 수준이 Keap1의 반응성 티올 그룹을 수정하기에 충분히 높으면 Nrf2는 훨씬 더 쉽게 핵으로 이동하여 항산화제 반응성을 자극합니다.
요소를 생성한 다음 다운스트림 보호 유전자를 활성화합니다(Sinha et al., 2013). 이 연구에서 우리는 비소 노출이 Nrf2 유전자 발현과 다운스트림 항산화 효소의 발현을 유의하게 감소시킨다는 것을 발견했습니다. 비소 노출 후 Nrf2 및 하류 항산화 효소 유전자의 하향 조절은 비소가 간에서 Nrf2 유전자 발현을 억제하여 항산화 효소 유전자의 발현을 억제하고신장. 또한, Keap1 유전자 발현의 향상은 Nrf2 및 항산화 효소 유전자 발현과 음의 상관관계가 있었으며, 이는 세포질 Keap1의 상향 조절이 세포질에서 핵으로의 Nrf2 전위를 촉진함을 의미합니다(Kensler et al., 2007). 유사한 연구에서 세포 내 Nrf{5}}Keap1 경로가 비소 노출에 대한 반응으로 비활성화된다고 보고했습니다(Janasik et al., 2018). 그럼에도 불구하고 이전 연구에서는 비소 노출이 Nrf{8}}Keap1 경로를 강화하여 산화적 손상으로부터 보호한다고 보고했습니다(Massrieh et al., 2006). 이러한 결과는 본 연구와 일치하지 않습니다. 산화 스트레스의 초기 단계에서 Nrf{11}Keap1의 보호 효과가 활성화되어 산화 스트레스를 예방할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 Nrf{13}}Keap1 경로는 고용량의 비소에 지속적으로 노출되어 유발되는 산화적 손상에 저항하지 않을 수 있습니다(Kensler et al., 2007). 그 후 Nrf{16}} Keap1 경로가 억제되어 산란계의 간과 신장에서 세포 내 산화 손상 또는 세포 사멸이 발생할 수 있습니다. 현재 결과를 고려하여 이 연구는 산란계의 비소 노출 하에서 간 및 신장 항산화 방어에 대한 몇 가지 새로운 증거를 제공하고 비소 유발 산화 스트레스에서 Nrf{18}}Keap1 경로의 중심 역할을 처음으로 해명합니다. . 요약하면, 식이 비소 보충은 산란계의 산란 성과와 알 품질을 감소시켰습니다. 간에서 조직병리학적 손상이 발생하고신장식이 비소 노출 후. 또한 식이 비소 노출은 산란계의 Nrf{0}}Keap1 경로를 손상시켜 간 및 신장 산화 스트레스를 유발했습니다.
