砷化物对人类金属硫蛋白-3cDNA基因表达的影响

目的 探讨砷化物对人类正常肝细胞金属硫蛋白(Metallothionein,MD-3cDNA基因表达的影响。方法 利用SMART方法克隆cDNA基因,生物信息学分析克隆基因的同源性、染色体定位、基因结构和对该基因编码蛋白质进行分析并对该蛋白质进行跨膜信息分析,基因芯片方法检测染砷L-02细胞MT-3基因的表达。结果 成功克隆MT-3cDNA基因,经生物信息学分析可知,该基因定位在人16号染色体16q13区段,跨膜信息分析发现MT-3基因编码蛋白质可以穿出生物膜,基因芯片结果证实染砷的人正常肝L-02细胞在染砷早期MT-3基因表达增高。结论 该研究发现人类MT-3基因是砷化物作用的一个相关基因,早期参与了砷代谢解毒。     

三氧化二砷对HepG2细胞表达基因调节作用

目的 应用基因芯片技术，阐明低剂量三氧化二砷作用于肝HepG2细胞之后，无机砷对差异表达基因的调节作用。方法 应用基因表达谱芯片技术，对5μmol／L三氧化二砷诱导的HepG2细胞和以生理盐水处理的相同细胞的mRNA进行差异显示分析，研究三氧化二砷诱导人HepG2细胞后的差异表达基因。结果 HepG2细胞经5μool／L三氧化二砷诱导后。所检测的4096条目的基因中有123条产生差异表达，其中48条基因表达上调，75条基因表达下调。结论 应用基因表达谱芯片成功筛选了低剂量三氧化二砷诱导肝细胞后的差异表达基因，无机砷对肝细胞有双向调节作用。     

三氧化二砷对小鼠大脑组织神经递质代谢酶基因及其受体基因表达谱的影响

[目的]研究亚慢性砷暴露对小鼠大脑组织神经递质代谢酶基因及其受体基因表达谱的影响. [方法]小鼠按体重随机分为3组,每组2只:4mg/L三氧化二砷(As2O3)染毒组、1mg/L As2O3染毒组和生理盐水对照组.染毒组小鼠饮用含As2O3自来水,对照组饮用0.9％生理盐水,各组小鼠每天消耗水量约20mL,均连续饮用60d,之后对其大脑组织进行基因芯片研究. [结果]与对照组比较,染砷组小鼠大脑组织的基因Th、Dbh、Tph1、Drd3、Drd4、Adra1a、Adra2a、Adra2b和Adrb3表达下调,而基因Htr1f、Htr4、Htr7表达上调. [结论]As2O3可能导致小鼠大脑组织部分神经递质合成和分解代谢酶基因表达下调,且干扰其部分受体基因的表达.     

三氯乙烯染毒SD大鼠肝脏的基因表达图谱

目的分析三氯乙烯(TCE)染毒多次后SD大鼠肝脏的基因表达图谱,为研究机体多次接触TCE其肝脏所产生的分子毒理学反应特性提供线索。方法SD大鼠背部皮内注射体积分数为15%的TCE,每7d1次。分别于第5和第7次染毒后24h收集大鼠的肝脏组织,提取总RNA,用Affymetrix的大鼠U34毒理基因芯片分析其基因表达谱。结果大鼠染毒TCE5次及7次24h肝脏中的Gadd45a、Myc和Mel基因及与固醇类、脂类代谢合成相关的基因或电子传递相关的P450家族基因显著性上调表达,而部分P450家族和热胁迫基因则下调表达。结论本文首次报道了SD大鼠多次接触TCE后肝脏组织的基因表达图谱。     

硝酸铅诱导大鼠肝组织及L-02细胞热应激蛋白70基因表达的研究

目的 研究铅诱导热应激蛋白70(HSP70)基因表达的变化.方法 以5、10、20μmol/L硝酸铅染毒胚胎肝细胞株L-02细胞,运用反转录-聚合酶链反应(RT-PCR)扩增技术观察HSP70 mRNA表达的变化.将Wistar大鼠以180、60、20mg/kg3个剂量染毒硝酸铅,并设正常对照组,每组16只,雌雄各半,连续染毒28 d;运用RT-PCR扩增技术观察肝组织HSP70 mRNA表达的变化,并用原子吸收光谱法检测动物肝脏铅含量.结果 在L-02细胞未出现明显细胞毒作用的20μmol/L染铅组HSPT0基因表达明显上调.大鼠肝组织HSP70 mRNA表达与硝酸铅浓度呈剂量-反应关系,180、60 mg/kg染铅组HSP70 mRNA表达明显增加,与阴性对照组比较,差异有统计学意义(P＜0.05);20 mg/kg染铅组与对照组的差异无统计学意义(P＞0.05).各染铅组大鼠肝脏铅含量较对照组明显增加,差异有统计学意义(P＜0.05).结论 硝酸铅能够诱导大鼠肝组织及L-02细胞HSP70 mRNA表达明显增强.     

染砷小鼠脑突触结构变化及相关基因差异表达

目的 观察染砷小鼠大脑神经突触结构变化及相关基因表达.方法 30只昆明种小鼠,按体重分为3组,即对照组、1和4 mg/L染砷组,染毒60 d.应用电镜和基因芯片技术观察砷对小鼠大脑神经突触结构及相关基因表达的影响.结果 对照组小鼠大脑突触结构清晰,突触前膜、间隙和后膜特化带清晰,前突触中可见较多的突触小泡.染砷组小鼠大脑突触前膜、间隙及后膜轮廓清晰,突触前膜的突触小泡数量明显减少.基因芯片结果 显示,染砷组小鼠大脑突触相关基因差异表达共有10条.上调基因为依赖于钙-钙调蛋白的蛋白激酶Ⅳ(Camk4)、速激肽1(Tac1)、多巴胺受体D1A(Drd1a)和多巴胺受体D2(Drd2);表达下调的基因共有6条,分别为complexin蛋白2(Cplχ2)、钙通道α1A亚单位(Cacna1a)、谷氨酸受体互变异构NMDA2B(Grin2b)、亲代谢性谷氨酸受体7(Grm7)、肌萎缩性(脊髓)侧素硬化2(Als2)和亲代谢性谷氨酸受体2(Grm2).结论 亚慢性砷暴露对小鼠大脑突触结构及相关基因表达造成损伤性影响,提示大脑神经元突触可能是砷神经毒性作用靶部位.     

砷对NIH 3T3细胞谷胱甘肽水平、相关酶活性及其基因表达的影响

【目的】探讨急性、慢性砷暴露对小鼠成纤维细胞(NIH 3T3细胞)氧化还原状态的影响，进而探讨其对细胞谷胱甘肽(GSH)水平、相关酶活性及其基因表达的影响。[方法]将经过不同浓度砷处理的细胞，抽提细胞总蛋白。采用经过改进的Clark法测定细胞中谷胱甘肽；采用Thomas法测定谷胱甘肽还原酶(GR)活性；使用分光光度法测定谷胱甘肽与1-氯-2，4-二硝基苯(CDNB)的结合以确定谷胱甘肽转移酶(GST)活性。采用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳和固定化蛋白质的免疫学测定法测定血红素氧化酶(HO-1)蛋白表达；采用RNA印迹法测定谷胱甘肽还原酶(GR)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的基因表达。【结果】急性砷处理细胞在较低浓度范围可以引起GSH水平的增加；而当砷浓度高于25μmol/L时，GSH水平降低；在0．1和0．5μmol／L慢性染毒之后细胞GSH水平明显降低。然而，在急性和慢性砷处理组GST和GR的活性均有升高，而在高浓度24h处理组则显著降低；GR的mRNA水平与GR的活性相一致，在急、慢性染毒组中均表现为GR的mRNA表达上调；砷可以引起血红素氧化酶-1(HO-1)蛋白水平的增加。急性、慢性砷处理均引起GSH-PxmRNA表达下调。【结论】三价砷可以引起氧化应激、GSH水平改变、以及相关酶活性及其基因表达的改变，急性与慢性砷接触对GSH系统的影响不尽相同，不同染砷浓度的作用也有不同。长期低浓度砷暴露所致GSH水平变化以及相关酶活性及其基因表达的改变在砷致病机制中可能起到十分重要的作用。     

三氯乙烯诱发L-02肝细胞毒的双向电泳分析及质谱鉴定

目的分析三氯乙烯对L-02肝细胞蛋白质表达的影响。方法利用噻唑蓝比色法和锥虫蓝拒染法,确定三氯乙烯的剂量一反应关系,建立L-02肝细胞染毒模型,提取细胞总蛋白,双向电泳分离蛋白质组成分,找出三氯乙烯处理后表达有差别的蛋白斑点。用基质辅助激光解吸电离飞行时间串联质谱进行鉴定。结果当三氯乙烯浓度达到30μmol／L时。L-02肝细胞增殖抑制率明显升高。选用40μmol／L三氯乙烯染毒的L-02肝细胞及其对照细胞进行双向电泳。获得分辨率高、重复性好的电泳图谱。结果表明,三氯乙烯染毒的L-02肝细胞蛋白点表达量升高2倍以上的有37个,蛋白点减少至1／2以下的有15个。利用质谱技术对差异蛋白点进行鉴定,肽质量指纹图谱初步鉴定了4个蛋白,肽质量指纹图谱和串联质谱进一步确定了11个蛋白。结论三氯乙烯能引起L-02肝细胞蛋白表达改变。     

低水平铅暴露对仔鼠海马基因表达影响

目的 采用基因芯片方法,筛查低水平铅暴露对仔鼠海马基因表达的影响.方法 建立出生前后低水平铅暴露大鼠的动物模型,即妊娠期和哺乳期给予母鼠0.2%醋酸铅溶液自由饮水,仔鼠断乳时测定其血铅水平,鉴定模型成功后提取仔鼠海马总RNA,采用[α-33P]dATP标记的基因芯片检测铅对仔鼠海马基因表达谱的影响.结果 实验组血铅水平(3.41±0.27)μmol/L高于对照组(0.29±0.06)μmol/L,P＜0.05.基因芯片筛查发现有130个基因出现2倍以上的表达变异,其中120个上调,10个下调,多为已知功能基因,上调的包括跨膜信号传递系统的系列基因、神经代谢和发生相关的基因、神经传导相关的基因及炎症因子基因等,下调的包括与凋亡和细胞应激相关的基因.结论 出生前后低水平铅暴露引起断乳期大鼠海马基因表达谱的变化,可能是发育期铅暴露影响学习记忆等海马主要生理功能的物质基础.     

环境卫生与监测

062044高温对南京市某城区人口死亡的影响，062045沈阳市小学生紫外线个体暴露状况，062046海尔福口服液保护砷中毒小鼠肾脏的实验研究，062047急慢性砷染毒的肝细胞L-02的基因芯片分析，062048大鼠镉性肾损伤与急性肾功能衰竭的关系．[编者按]     

Association of chromosomal alterations with arsenite-induced tumorigenicity of human HaCaT keratinocytes in nude mice

Inorganic arsenic is a well-documented human carcinogen. Chronic low-dose exposure to inorganic arsenic is associated with an increased incidence of a variety of cancers, including skin, lung, bladder, and liver cancer. Because genetic alterations often occur during cancer development, the objective of this study was to explore what types of genetic alterations were induced by chronic exposure of human HaCaT cells to arsenic. After 20 passages in the presence of inorganic trivalent arsenite at concentrations of 0.5 or 1 microM, HaCaT cells had higher intracellular levels of glutathione, became more resistance to arsenite, and showed an increased frequency of micronuclei. Furthermore, the previously nontumorigenic HaCaT cells became tumorigenic, as shown by subcutaneous injection into Balb/c nude mice. Cell lines derived from the tumors formed by injection of arsenite-exposed HaCaT cells into nude mice expressed higher levels of keratin 6, a proliferation marker of keratinocytes, than did parental HaCaT cells, whereas the expression of keratins 5, 8, and 10 was significantly decreased. Comparative genomic hybridization demonstrated chromosomal alterations in the 11 cell lines derived from these tumors; all 11 showed significant loss of chromosome 9q, and seven showed significant gain of chromosome 4q. The present results show that long-term exposure to low doses of arsenite transformed nontumorigenic human keratinocytes to cells that were tumorigenic in nude mice and that chromosomal alterations were observed in all cell lines established from the tumors.     

亚慢性砷暴露对大鼠肾脏功能和形态的影响

目的观察亚慢性亚砷酸钠暴露对大鼠肾脏结构和功能的影响。方法 27只雄性SD大鼠,随机分对照组,砷暴露低剂量组和砷暴露高剂量组,分别自由饮用去离子水和亚砷酸钠水溶液,时间为3个月。观察肾脏组织,采用全自动生化分析仪检测肾功,苏木精-伊红染色（HE染色）检测组织病理学改变,电镜观察超微结构改变。结果①生化分析发现尿素氮和葡萄糖水平随染毒剂量增加而显著增加。②HE染色镜检发现砷暴露组大鼠肾小管发生空泡样变、嗜酸性变,损伤效应具有剂量依赖性,且发现有炎性细胞的浸润。③电镜检查发现砷暴露组大鼠肾小球有轻度的系膜增生。结论亚慢性饮水染砷可对肾脏功能产生显著影响,导致肾小球系膜轻度增生和肾小球空泡样变。     

亚砷酸钠对生长发育影响的分子遗传机制研究

目的　利用基因芯片技术研究亚砷酸钠对生长发育相关基因表达的影响 ,探讨砷的分子遗传学机制。方法　将正常肝细胞cDNA克隆库的基因点在芯片上 (每个克隆是什么基因尚未知 ) ,然后与暴露于不同亚砷酸钠浓度肝细胞中得到的cDNA第一链杂交 ,对表达有差异的克隆进行基因测序 ,明确是什么基因 ,最后筛选出与生长发育相关的基因。结果　两个染毒组人甲状腺激素结合蛋白基因 (p5 5 )的表达水平分别是对照组的 2 .2 1和 2 .93倍 ,说明亚砷酸钠增强了 p5 5基因的表达。两个染毒组与对照组基因表达水平相比 ,胎盘催乳素基因 (PL)分别是 0 .13和 0 .2 7,同源框基因(HOXA10 )分别是 0 .2 2和 0 .35 ,表明亚砷酸钠抑制PL基因和HOXA10基因的表达。结论　亚砷酸钠对生长发育相关基因表达有影响 ,初步揭示了砷对生长发育影响的分子遗传学机制。     

PI-3K/Akt pathway-dependent cyclin D1 expression is responsible for arsenite-induced human keratinocyte transformation

BACKGROUND: Long-term exposure of arsenite leads to human skin cancer. However, the exact mechanisms of arsenite-induced human skin carcinogenesis remain to be defined. OBJECTIVES: In this study, we investigated the potential role of PI-3K/Akt/cyclin D1in the transformation of human keratinocytic cells upon arsenite exposure. METHODS: We used the soft agar assay to evaluate the cell transformation activity of arsenite exposure and the nude mice xenograft model to determine the tumorigenesis of arsenite-induced transformed cells. We used the dominant negative mutant and gene knockdown approaches to elucidate the signaling pathway involved in this process. RESULTS: Our results showed that repeated long-term exposure of HaCat cells to arsenite caused cell transformation, as indicated by anchorage-independent growth in soft agar. The tumorigenicity of these transformed cells was confirmed in nude mice. Treatment of cells with arsenite also induced significant activation of PI-3K and Akt, which was responsible for the anchorage-independent cell growth induced by arsenite exposure. Furthermore, our data also indicated that cyclin D1 is an important downstream molecule involved in PI-3K/Akt-mediated cell transformation upon arsenite exposure based on the facts that inhibition of cyclin D1 expression by dominant negative mutants of PI-3K, and Akt, or the knockdown of the cyclin D1 expression by its specific siRNA in the HaCat cells resulted in impairing of anchorage-independent growth of HaCat cells induced by arsenite. CONCLUSION: Our results demonstrate that PI-3K/Akt-mediated cyclin D1 expression is at least one key event implicated in the arsenite human skin carcinogenic effect.     

急性亚砷酸钠暴露对小鼠主动脉Nrf2通路的影响

目的研究急性亚砷酸钠暴露对小鼠主动脉NF-E2相关因子2(nuclear factor E2-related factor 2,Nrf2)通路的影响。方法选择健康成年清洁级雄性野生型C57BL/6小鼠作为实验动物。将15只小鼠按体重随机分成4组,分别为0(对照,n=3)及2、6、12h亚砷酸钠染毒组(n=4)。采用腹腔注射方式给予5 mg/kg亚砷酸钠溶液。将10只小鼠按体重随机分成3组,分别为对照(磷酸盐缓冲溶液,n=3)组和1.25 mg/kg(n=4)、5 mg/kg(n=3)亚砷酸钠染毒组。采用腹腔注射方式染毒6 h。检测小鼠主动脉中Nrf2及其下游基因谷氨酰半胱氨酸连接酶催化亚单位(GCLC)、谷氨酰半胱氨酸连接酶修饰亚单位(GCLM)以及NAD(P)H醌氧化还原酶(NQO1)m RNA的表达水平。结果与对照组相比,5 mg/kg亚砷酸钠染毒2 h小鼠主动脉GCLC m RNA的表达水平及染毒6 h小鼠主动脉GCLM、NQO1 m RNA的表达水平均较高,差异有统计学意义(P0.05);而亚砷酸钠染毒不同时间小鼠主动脉Nrf2 m RNA的表达水平无明显变化。且随着亚砷酸钠染毒时间的延长,小鼠主动脉Nrf2、GCLC、GCLM及NQO1 m RNA的表达水平均呈先上升后下降的趋势。与对照组相比,5 mg/kg亚砷酸钠染毒6 h小鼠主动脉GCLC、GCLM及NQO1 m RNA的表达水平均较高,差异有统计学意义(P0.05);而各剂量亚砷酸钠染毒6 h小鼠主动脉Nrf2 m RNA的表达水平均无明显改变。且随着亚砷酸钠染毒剂量的升高,小鼠主动脉Nrf2、GCLC、GCLM及NQO1 m RNA的表达水平均呈上升趋势。结论急性亚砷酸钠处理能激活小鼠主动脉Nrf2通路,提示急性无机砷暴露引起主动脉内发生氧化应激。     

Cyclooxygenase-2 induction by arsenite through the IKKbeta/NFkappaB pathway exerts an antiapoptotic effect in mouse epidermal Cl41 cells

BACKGROUND: Arsenic contamination has become a major public health concern worldwide. Epidemiologic data show that long-term arsenic exposure results in the risk of skin cancer. However, the mechanisms underlying carcinogenic effects of arsenite on skin remain to be studied. OBJECTIVES: In the present study we evaluated cyclooxygenase-2 (COX-2) expression, the signaling pathways leading to COX-2 induction, and its antiapoptotic function in the response to arsenite exposure in mouse epidermal JB6 Cl41 cells. METHODS: We used the luciferase reporter assay and Western blots to determine COX-2 induction by arsenite. We utilized dominant negative mutant, genetic knockout, gene knockdown, and gene overexpression approaches to elucidate the signaling pathway involved in COX-2 induction and its protective effect on cell apoptosis. RESULTS: The induction of COX-2 by arsenite was inhibited in Cl41 cells transfected with IKKbeta-KM, a dominant mutant inhibitor of kbeta (Ikbeta) kinase (IKKbeta), and in IKKbeta-knockout (IKKbeta(-/-)) mouse embryonic fibroblasts (MEFs). IKKbeta/nuclear factor kappaB (NFkappaB) pathway-mediated COX-2 induction exerted an antiapoptotic effect on the cells exposed to arsenite because cell apoptosis was significantly enhanced in the Cl41 cells transfected with IKKbeta-KM or COX-2 small interference RNA (siCOX-2). In addition, IKKbeta(-/-) MEFs stably transfected with COX-2 showed more resistance to arsenite-induced apoptosis compared with the same control vector-transfected cells. CONCLUSIONS: These results demonstrate that arsenite exposure can induce COX-2 expression through the IKKbeta/NFkappaB pathway, which thereby exerts an antiapoptotic effect in response to arsenite. In light of the importance of apoptosis evasion during carcinogenesis, we anticipate that COX-2 induction may be at least partially responsible for the carcinogenic effect of arsenite on skin.     

亚砷酸钠致早期鸡胚胚胎发育毒性与基因甲基化的关系

目的:研究亚砷酸钠致鸡胚胚胎毒性与基因组DNA整体甲基化的关系以及补充甲基供体胆碱对无机砷致胚胎毒性的影响。方法:以鸡胚为模式动物检测亚砷酸钠及其与胆碱联合处理对鸡胚生存能力、体重及形态的影响;采用whole-mount免疫荧光技术检测鸡胚基因组DNA整体甲基化水平;应用荧光定量PCR技术,研究受甲基化调节的bcl2、c-myc、cdkn2a,calb2基因在不同处理组鸡胚中的表达模式。结果:砷处理组鸡胚存活率下降(P<0.01),体重降低(P<0.01),并诱导鸡胚发育畸形,基因组DNA整体甲基化水平降低(P<0.01),受甲基化调节的基因bcl2(P<0.05)、c-myc(P<0.01)表达下调;补充甲基供体胆碱,未明显恢复鸡胚的生存力和改变鸡胚发育异常,对鸡胚基因组DNA整体甲基化水平亦无明显影响,但c-myc(P<0.01)、cdkn2a(P<0.01)、calb2(P<0.05)基因的表达均显著下降。结论:亚砷酸钠能够诱导鸡胚发育异常,其作用可能是通过降低基因组DNA整体甲基化水平实现。补充甲基供体胆碱不能拮抗其致畸效应。