-铁过负荷对大鼠转铁蛋白表达的影响

铁过负荷对大鼠转铁蛋白表达的影响

生命科学研究院 学号：s1117013 姓名：刘海涛 摘要:用饲喂高铁饲料、腹腔注射或静脉注射多糖铁复合物的方法复制SD大鼠的铁过负荷模型来研究铁过载对大鼠转铁蛋白表达的影响。通过对处理大鼠的眼和泪腺组织染色显微观察，以大鼠眼巩膜、虹膜、睫状体、脉络膜间质细胞及泪腺小叶间结缔组织中巨噬细胞铁血黄素积累的多少来研究铁过载对转铁蛋白的影响。

关键词:眼; 泪腺; 铁血黄素; 转铁蛋白; 大鼠

铁是人体内必须的微量元素之一，对生物体的生存、分化都有十分重要的意义。但过量的铁具有毒性作用。近年来，有关铁过负荷的发生及其负性效应越来越引起人们的注意［1，2］。过多的铁会产生有毒性的自由基，造成DNA损伤，继而损伤细胞，造成原发性遗传血色病，同时伴随视色素合成降低、视敏性和色觉下降、视野缺损、视觉神经元功能障碍等，严重可能导致视觉功能的丧失和失明［3，4］。转铁蛋白及其受体是机体铁吸收转运过程中的关键蛋白，它是体内运输铁离子的载体，对于个体的生长发育具有重要的影响[5-7]。铁可以通过对转铁蛋白的影响来对机体产生作用。本实验通过建立铁过负荷大鼠模型，探究大鼠眼及泪腺组织细胞中铁和转铁蛋白的定位分布、储存与表达，探讨铁过负荷对转铁蛋白表达的影响，为铁过负荷引起的眼和泪腺损伤机制研究提供一定的基础。 1 材料与方法

1. 1 试剂和药品硫酸亚铁( FeSO4·7H2O) 分析纯

多糖铁复合物胶囊( iron polysaccharide complexcapsules) 含铁血黄素染色试剂盒

鼠转铁蛋白多克隆抗体免疫组织化学ABC 试剂盒

AEC 染色试剂

1. 2 动物和分组

40只28日龄，体重为110～150g的雄性SD大鼠，大鼠按体重随机分为4组，每组10只并进行标记。A组大鼠甜食配好的饲料，原饲料中不含无机盐中的铁，按1000mg/kg 量添加硫酸亚铁，喂饲8周。B组大鼠隔2～3d腹腔注射多糖铁复合物(用0.9%生理盐水溶解)，连续8周，每只大鼠注射铁的总量为0.35g。C组大鼠隔2～3d 静脉注射多糖铁复合物，连续8周，每只大鼠注射铁的总量也为0.35g。D组为正常喂饲基础饲料对照组。各组动物分笼饲养，自由饮水进食。

1. 3 组织学和免疫组织化学

实验结束后，以戊巴比妥钠麻醉，分别取眼器官、泪腺组织、肝实质、肾实质和脑组织，4%多聚甲醛固定后，常规石蜡包埋切片，采用含铁血黄素染色试剂盒普鲁士兰染色对照分析。免疫组织化学方法采用常规的ABC法。在进行ABC 染色前应预先以0.01% 的抗生素和0.01% 的生物素溶液分别作用20 min，以消除其

内源性抗生物素结合活性，每次作用后用PBS洗5 min。转铁蛋白多克隆抗体参考的稀释比例为1∶40，在室温孵育1h，AEC 染色，显微观察和摄影。

1.4 结果的观察和分析

对上述处理制备的各组大鼠的组织切片进行显微观察，根据铁血黄素的染色情况，记录铁在大鼠体内的分布。通过比对各组大鼠的结果，进一步分析出铁和转铁蛋白的定位分布，储存和表达。

2 讨论

铁过负荷是一种铁代谢紊乱导致过量的铁在血液及组织( 如肝、胰、心、关节、脑垂体等)中积聚，引起肝硬化、内分泌疾病、心力衰竭、心率失常、关节病和皮肤色素沉着等临床表现［8，9］，在临床上，尽管“放血”疗法对治疗某些铁过负荷疾病患者起到一定的缓解作用，但过多和重复的“输血”往往又会引发患者机体继发性的铁过负荷，而且往往伴有眼晶状体混浊和眼底血管样条纹等特征。

本文通过对静脉注射多糖铁复合物大鼠眼巩膜、虹膜、睫状体、脉络膜间质细胞，泪腺小叶间结缔组织中巨噬细胞铁血黄素沉积情况的实验统计，表明铁的定位分布和转铁蛋白的表达情况，从而可以得到铁过载对转铁蛋白表达的影响。

据报道，过量的铁在肝内沉积可导致肝纤维化、肝硬化的发生[10]。铁还可以作用于肾间质引起肾间质性肾炎，引起肾前性、肾性及肾后性肾功能衰竭，并诱发结石形成。有实验研究显示，铁在机体组织中的超负荷会影响锌和锰等微量元素的代谢，从而导致细胞的功能下降和损伤［11］。泪腺分泌泪液有湿润角膜，清除异物、杀菌、免疫及营养、代谢等功能，铁过负荷也同样引起其功能的下降和损伤［12］。在各组动物的角膜、晶状体和视网膜未见血铁质沉着，表明铁血黄素在眼的沉积分布是不均一的[13]。

通过本实验的研究，我们会发现无论用哪种方法造成的的铁过负荷的大鼠的眼和泪腺中的转铁蛋白的表达都会受到很大的影响，而在对照组的肝细胞、脑组织和肾远曲小管上皮细胞以及眼和泪腺中转铁蛋白有较强的表达。这将为铁过载对转铁蛋白表达的影响提供准确的实验证据。

【参考文献】

1. Lok C Y，Merryweather-clarke A T，Viprakasit V，et al.Iron overload

in the Asian community. Blood，2009，114:20 － 25.

2. Mills E，Dong X P，Wang F，et al. Mechanisms of brainiron transport:

insight into neurodegeneration and CNS disorders. Future Medical Chemistry，2010，2: 51 － 64.

3. Repanti M，Gartaganis S P，Nikolakopoulou N M，et al.Study of the eye

and lacrimal glands in experimental ironoverload in rats in vivo.

Anatomical Science International，2008，83: 11 － 16.

4. Olivieri N F，Boucic R B，Chew E，et al. Visual and auditory

neurotoxicity in patients receiving subcutaneous deferoxamine

infusions. New England Journal of Medicine，1986，314: 869 － 873.

5. McGahan M C，Fleisher L N. Inflammation-induced changes in the iron

concentration and total iron-binding capacity of the intraocular fluids of rabbits. Graefe's Archive Ophthalmology，1988，226: 27 － 30.

6. Hidajat R R，McLay J L，Goode D H，et al. EOG as a monitor of

desferrioxamine retinal toxicity. Documenta Ophthalmologica，2004，109: 273 － 278.

7. 高云霞，蒋秀琴，张迎秋，等. 眼底血管样条纹13 例眼底荧光造影特征与

临床表现. 国际眼科杂志，2009，9(4) : 722 － 724.

8. Balusikova K，Neubauerova J，Dostalikova-Cimburova M，et al. Differing

expression of genes involved in non-transferrin iron transport across plasma membrane in various cell types under iron deficiency and excess. Molecule Cell Biochemistry，2009，2(321) : 123 － 133.

9. Hentze M W. Balancing acts: molecular control of mammalian iron

metabolism. Cell，2004，117: 285 － 297.

10. Papanastasiou D A，Vayenas D V，Vassilopoulos A，et al.Concentration

and distribution of iron and transferrin afterexperimental iron overload in rat tissues in vivo: Study of the liver，the spleen and the central nervous system.Pathological Research Practice，2000，196: 47 － 54.

11. Vayenas D V，Repanti M，Vassilopoulos A，et al. Influence of iron

overload on manganese， zinc， and copper concentration in rats tissues in vivo: Study of liver，spleen and brain. International Journal of Clinical Lab Research，

12. 陈瑛，刘阳，康福星，等. 正已烷染毒大鼠结膜及泪腺损伤的组织病理学和

超微结构观察. 眼科研究，2007，25(9) : 659 － 662.

13. Yefimova M G，Jeanny J C，Courtois Y. Distribution of transferrin and

transferrin receptor of the eype 1 in the process of formation of the rat eye retina in early postnatal ontogenesis. Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology，2008，12: 666 － 673.

铁过负荷对大鼠转铁

蛋白表达的影响

学院：生命科学研究院

姓名：刘海涛（S1117013）

科目：机能与行为学实验

老师：车力龙