臭氧小鼠暴漏實驗分析研究結果

主要研究臭氧（O3）暴漏對小鼠糖代謝的影響以及晝夜節律在其中的作用，發現（O3）暴漏會導致小鼠糖代謝紊亂和晝夜節律異常，二者相互影響。

1. （O3）暴漏導致小鼠肝損傷：（O3）暴漏后，小鼠血清ALT和AST水平顯著升高，H&E染色顯示肝細胞出現細胞質染色變淺、細胞空泡化和水腫，PAS染色表明肝臟糖原積累增加。

2. （O3）暴漏影響小鼠胰島素敏感性和葡萄糖代謝物：（O3）暴漏組小鼠胰島素注射后15、30和45分鐘血糖顯著高于對照組，ITT的AUC增加；血清葡萄糖濃度降低，肝臟葡萄糖和糖原含量增加。

3. （O3）暴漏破壞小鼠肝臟核心晝夜節律基因表達振蕩：（O3）暴漏后，Bmal1、Clock、Cry1、Per2、NR1D1和NR1D2等基因在不同時間點的表達出現異常，如Bmal1在ZT12和ZT20表達異常升高，Clock在ZT16和ZT20表達顯著降低等。

4. （O3）暴漏改變小鼠糖代謝關鍵代謝物含量和酶活性的日振蕩：（O3）暴漏組小鼠在ZT4和ZT20血清葡萄糖水平顯著降低，ZT20丙酮酸含量下降，ZT16和ZT24(0)肝臟葡萄糖含量增加，ZT16肝臟丙酮酸含量升高，ZT8、ZT16和ZT20肝臟糖原含量增加，ZT20肝臟GK含量降低，ZT4 PK活性升高。

5. （O3）暴漏改變小鼠肝臟糖代謝基因表達：與糖異生相關的G6pc和Pck1基因在ZT20振蕩增強，糖酵解和葡萄糖轉運相關基因Gck、Pklr、Glut1和Glut2在不同時間點振蕩受損，糖原合成和分解相關基因Gys2和Pygl表達也發生改變。蛋白質水平檢測結果與mRNA水平趨勢一致，表明（O3）暴漏導致糖代謝振蕩變化，糖酵解減弱，糖異生增強。

6. 小鼠肝臟晝夜節律基因與糖代謝的關聯：晝夜節律基因Clock、Bmal1、Cry1、Per2、NR1D1和NR1D2的表達與糖代謝生化指標和基因密切相關，如Bmal1與多個糖代謝相關基因和代謝物呈正相關或負相關。

討論

1. （O3）暴漏對糖代謝和肝臟的影響：（O3）暴漏導致小鼠糖代謝功能障礙和肝臟損傷，血清葡萄糖水平變化存在波動，不同研究中（O3）誘導的空腹血糖變化不一致，可能與暴漏濃度、持續時間和頻率有關。

2. 晝夜節律在（O3）暴漏影響中的作用：晝夜節律在環境污染物對機體的影響中起重要作用，（O3）暴漏影響肝臟晝夜節律基因振蕩，核心時鐘轉錄因子Bmal1與許多糖代謝相關基因和代謝物顯著相關，其表達變化可能影響糖代謝途徑。同時，代謝也可調節晝夜節律，（O3）暴漏可能先引起糖代謝改變，進而影響晝夜節律。

研究結論

（O3）暴漏可導致小鼠糖代謝異常和晝夜節律紊亂，機制為（O3）暴漏增加糖異生、減少糖酵解、損害葡萄糖轉運，增強負性晝夜節律調節因子轉錄，破壞節律基因振蕩。本研究為探討污染物對機體代謝的影響提供了新視角，即晝夜節律與代謝相互作用以應對外源性物質干擾，后續需進一步驗證關鍵分子通路。

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論文來自：Circadian rhythm disturbances involved in ozone-induced glucose metabolism disorder in mouse liver

Science of the Total Environment 905 (2023) 167316