基本信息
- 项目名称：
- 二氧化硫暴露与代谢紊乱综合征发生的相关性研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 为了研究二氧化硫与代谢紊乱综合征发生的相关性及其机制，运用SO2动式吸入染毒技术，我们研究了SO2对大鼠血清中生化指标含量的影响以及大鼠肝脏糖脂代谢相关基因脂肪酸合成酶(FAS)、乙酰辅酶A羧化酶(ACC)、葡萄糖激酶(GCK)和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PCK)、肝脏糖原合酶(GYS)等基因mRNA表达的影响。
- 详细介绍：
- 为了研究二氧化硫与代谢紊乱综合征发生的相关性及其机制，运用SO2动式吸入染毒技术，研究了SO2对大鼠血清中生化指标含量的影响以及大鼠肝脏糖脂代谢相关基因脂肪酸合成酶(FAS)、乙酰辅酶A羧化酶(ACC)、葡萄糖激酶(GCK)和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PCK)、肝脏糖原合酶(GYS)等基因mRNA表达的影响。结果表明，SO2可引起血清中血糖和游离脂肪酸的含量发生显著变化。随着SO2浓度的升高，血糖和游离脂肪酸的含量均逐渐升高，FAS、PCK、ACC、GCK、GYS等基因表达也均有不同程度的增加。提示二氧化硫可能与代谢紊乱综合征的发生具有一定的相关性，其分子机制可能与以上基因的信号调控相关。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 二氧化硫是一种常见的全球性大气环境污染物，它对人体健康的影响是许多学者关注的焦点。它与代谢综合症发生的相关性如何，这是我们急切想要知道的科学问题。为此，我们采用二氧化硫动式吸入染毒方法，研究二氧化硫与代谢紊乱综合征发生的相关性，为环境污染物导致心血管疾病、糖尿病等代谢紊乱综合征的发生提供一定的科学依据。
科学性、先进性及独特之处
- 1、本项目突破以往采用的短期急性二氧化硫吸入染毒，选用长期低浓度二氧化硫动式吸入染毒方法进行实验研究，更符合人群实际暴露的染毒模式。并且，用此种方法来研究二氧化硫与大鼠糖脂代谢紊乱相关性的问题在国内外都未见文献报道。 2、以往对糖脂代谢紊乱的大量研究都集中于饮食习惯和遗传因素，而本研究有望在大气环境污染物与人类流行病学的关系上提供重要线索。
应用价值和现实意义
- 1、本课题的研究表明，SO2作用后确实可以引发大鼠发生严重的糖脂代谢紊乱，且与信号途径的调控相关。 2、通过对本课题的研究，可以为环境大气污染与人类糖尿病等代谢紊乱综合征的发生提供病医学的依据，同时也为由大气污染导致的代谢性疾病的发生提供药物治疗靶点的理论依据。
学术论文摘要
- 为了研究二氧化硫与代谢紊乱综合征发生的相关性及其机制，运用SO2动式吸入染毒技术，研究了SO2对大鼠血清中生化指标含量的影响以及大鼠肝脏糖脂代谢相关基因脂肪酸合成酶(FAS)、乙酰辅酶A羧化酶(ACC)、葡萄糖激酶(GCK)和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PCK)、肝脏糖原合酶(GYS)等基因mRNA表达的影响。结果表明，SO2可引起血清中血糖和游离脂肪酸的含量发生显著变化。随着SO2浓度的升高，血糖和游离脂肪酸的含量均逐渐升高，FAS、PCK、ACC、GCK、GYS等基因表达也均有不同程度的增加。提示二氧化硫可能与代谢紊乱综合征的发生具有一定的相关性，其分子机制可能与以上基因的信号调控相关。
获奖情况
- 2011年6月，山西大学第十五届“创新挑战杯”学生课外学术科技作品竞赛，自然科学类一等奖
鉴定结果
- 无
参考文献
- 1、葡萄糖氧化酶技术 2、铜试剂显色技术 3、琼脂糖凝胶电泳技术 4、荧光实时定量RT-PCR技术 [1] Hemmingsen B, Lund SS, Gluud C, Vaag A, Almdal T, Hemmingsen C, Wetterslev J.Targeting intensive glycaemic control versus targeting conventional glycaemic control for type 2 diabetes mellitus. Cochrane Database Syst Rev. 2011, 6:CD008143. [2] Zmysłowska A, Wyka K, Szadkowska A, Mianowska B, Pietrzak I, Młynarski W.Free fatty acids level may effect a residual insulin secretion in type 1 diabetes. Pediatr Endocrinol Diabetes Metab. 2011, 17(1): 26-9. [3] Min JY, Min KB, Cho SI, Paek D. Combined effect of cigarette smoking and sulfur dioxide on heart rate variability. Int J Cardiol. 2008, 71(5): 301-3. [4] Gibson F, Hoogland C, Martinez-Bartolomé S, Medina-Aunon JA, Albar JP, Babnigg G, Wipat A, Hermjakob H, Almeida JS, Stanislaus R, Paton NW, Jones AR.The gel electrophoresis markup language (GelML) from the Proteomics Standards Initiative.Proteomics. 2010, 10(17): 3073-81.
同类课题研究水平概述
- SO2是一种广泛存在并对人体健康又危害的大气污染物，主要来源于含硫燃料(如煤和石油)的燃烧；含硫矿石(特别是含硫较多的有色金属矿石)的冶炼；化工、炼油和硫酸厂等的生产过程。全世界每年有上亿吨SO2排入大气中，而在我国随着工业化的进程，SO2在许多城市或地区，尤其在一些重工业较发达、人口较稠密或燃用高硫煤较多的地方其排放超标非常严重，即使在一些轻工业城市，SO2在大气中的日均值也明显超出了国家二级环境标准。因此，SO2对人体健康的影响日益受到全社会的关注。实验室研究表明SO2是一种全身性毒物，人体在吸入SO2后在体内代谢为其衍生物亚硫酸盐和亚硫酸氢盐，由于亚硫酸盐和亚硫酸氢盐必须经由心血管系统运送到全身，因而心脏和血管首先成为与之接触的器官。 流行病学调查显示以糖尿病为代表的代谢紊乱综合征已成为严重危害人类健康的重大代谢性疾病。据中华医学会糖尿病分会关于糖尿病/代谢综合征流行病学项目2010年的最新研究数据统计，我国的糖尿病患者人数达到了9240万，超过印度成为全球之冠。糖尿病等代谢性疾病已成为人类最主要的死亡原因之一，它是遗传因素和环境因素共同作用的结果。虽然遗传流行病学的研究证据显示糖尿病的发生具有较强的遗传基础，但因在最近10-20年内人类的遗传图谱不会出现非常大的变化，糖尿病患病率的快速显著增高只能用环境因素的变化来解释。 孟紫强等研究表明当大鼠吸入SO2后会使其血压降低，这说明SO2会影响心血管系统的正常功能。很多流行病学调查研究发现，SO2会对心血管疾病产生影响。这些研究表明，导致心血管疾病和糖尿病发生的直接诱发因素即为糖脂代谢紊乱，但其分子机制及导致代谢紊乱信号途径的研究在国内外尚未见文献报道。
