介绍
据估计，2021年全球20-79岁人群的糖尿病患病率为10.5%，涉及约5.366亿人(Sun et al.， 2022)。此外，到2045年，这一比例可能会上升到12.2%，约有7.832亿人患有糖尿病(Sun et al.， 2022)。除了遗传易感性和不健康的生活方式外，空气污染也是糖尿病发生发展的重要诱发因素(Tao et al.， 2015)。空气污染影响机体的葡萄糖耐量、胰岛素敏感性和血脂浓度，可能导致II型糖尿病(T2D)及其相关后遗症的发生(Eze et al.， 2015;Chen et al.， 2016;庄等人，2010)。有研究发现，O3与人群中糖尿病的发病率呈正相关，也可能作为独立因素在糖尿病的发生发展中发挥作用(Orioli et al.， 2018;Wang et al.， 2022)。此外，O3污染近年来一直在增加。2000年至2019年，全球74%的城市夏季O3的日更大8 h值上升(年平均上升0.6%)(Sicard et al.， 2023)。考虑到人体接触O3的必然性，吸入O3对机体糖脂代谢的影响是值得研究的。
毒理学研究表明，O3暴露会影响主要器官调节代谢的功能，导致葡萄糖耐受不良和高脂血症(Shore, 2019)。肝脏是哺乳动物调节糖代谢的主要器官，与其他器官一起维持血糖稳态。O3暴露导致大鼠肝脏糖脂代谢相关应激激素异常释放，糖脂代谢相关基因mRNA表达发生改变(Miller et al.， 2015,2016a)。然而，具体的生物学过程尚未阐明。
值得注意的是，肝脏的大多数代谢和分泌功能似乎是由昼夜节律调节的，包括葡萄糖代谢(Reinke和Asher, 2016)。流行病学研究和实验证据表明，昼夜节律的中断或扰动会增加患各种肝脏疾病的风险，甚至可能导致糖尿病、肥胖、代谢综合征和癌症(Bray和Young, 2009;Froy, 2010;Sahar and Sassone-Corsi, 2009)。哺乳动物的昼夜节律是由一个核心的转录和翻译反馈回路控制的。编码核心时钟机制的基因主要包括脑和肌肉类art蛋白1 (Bmal1)、昼夜运动输出周期kaput (clock)、周期(Per)和隐色素(Cry) (Takahashi, 2017)。这些中心时钟基因的定期振荡活动负责代谢功能的日常节律。
先前的研究发现，Bmal1或Clock基因敲除小鼠出现低血糖、糖耐量受损和胰岛素敏感性降低(Marcheva et al.， 2010;Rudic et al.， 2004)。负调节因子Per2和Cry也被证明对维持葡萄糖代谢稳态至关重要(Doi et al.， 2010;Froy, 2010;Yang等人，2009)。此外，越来越多的证据表明，生物体对外源物质的反应可能会破坏其自身的昼夜节律，并导致一系列不良后果(Prokkola和Nikinmaa, 2018)。3,3 ' 4,4 '， 5-五氯联苯(PCB126)和环境细颗粒物(PM2.5)等环境污染物不仅会损害小鼠肝脏的昼夜节律振荡，还会导致糖脂代谢紊乱(Li et al.， 2020;Shen等人，2019)。鉴于肝脏自主生物钟在维持肝脏糖脂代谢稳态中的重要作用，o3诱导的糖代谢改变是否与昼夜节律有关还有待验证。
本研究的目的是:(1)研究O3是否会引起小鼠肝脏损伤或葡萄糖代谢变化，(2)确定O3是否会引起小鼠肝脏昼夜节律的改变，(3)进一步阐明O3诱导的葡萄糖代谢变化与昼夜节律的关系。
动物实验
6周龄雄性无特异性病原体C57BL/6小鼠来源于北京维特河实验动物科技有限公司(北京，中国)。动物在标准条件下自由进食和饮水，在12小时的明暗循环下饲养，8:00开灯，记录为ZT0(24)， 20:00关灯，记录为ZT12。适应1周后，将小鼠随机分为两组，每组36只，每笼n = 6只，分别为洁净空气对照组(Con)和O3组(O3)。
先前的研究表明，大鼠需要比人类高4-5倍的O3浓度才能匹配人类肺部的O3诱导炎症反应(Hatch et al.， 1994,2013)。小鼠的呼吸频率是大鼠的1.5-3倍。基于上述研究，结合8小时(0.075 ppm)中国国家环境空气质量标准O3浓度，选择0.5 ppm作为小鼠暴露的O3浓度。O3组小鼠暴露在0.5±0.05 ppm的O3环境中28天(4 h/天，ZT0-ZT4)，对照组小鼠暴露在类似的室内过滤空气中。(
臭氧发生器、实时臭氧监测仪、臭氧尾气处理装置均购自中国北京同林科技)。暴露于O3四周后，从ZT4开始，在24小时内每4小时采集一次血液和肝脏样本。血清样本保存在−80◦C，供以后分析。肝脏边缘制备组织病理切片，其余部分用预冷生理盐水冲洗，然后快速冷冻于液氮中，保存于- 80◦C。所有动物实验均按照山西大学科学研究委员会批准的指导方针进行。
想了解更多实验数据，可查找原文，谢谢。
Circadian rhythm disturbances involved in ozone-induced glucose metabolism disorder in mouse liver
Yaru Zhang , Zhipeng Yan , Nan Nan , Guohua Qin *, Nan Sang
College of Environment and Resource, Research Center of Environment and Health, Shanxi University, Taiyuan, Shanxi 030006, People’s Republic of China
