妊娠期至性成熟期砷暴露对仔代小鼠海马组织中蛋白激酶A和环磷酸腺苷反应元件结合蛋白mRNA表达的影响

目的通过研究妊娠期至性成熟期亚砷酸钠暴露对子代小鼠海马组织中蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)和环磷酸腺苷反应元件结合蛋白(c AMP response element-binding protein,CREB)mRNA水平的影响,探讨砷暴露引起仔鼠学习记忆能力损伤的可能机制。方法将24只SPF级妊娠昆明小鼠随机分为对照(蒸馏水)组和15、30、60 mg/L亚砷酸钠染毒组,每组6只;从妊娠第1天至断乳前[出生后(postnatal day,PND)20 d],采用自由饮水方式进行染毒。仔鼠自断乳后至PND40继续染毒。采用水迷宫实验检测PND40仔鼠的学习记忆能力,分别于PND10、PND20、PND40,采用实时荧光定量RT-PCR(Real-time RT-PCR)法检测海马组织中PKA和CREB mRNA的表达水平。结果与对照组相比,训练第4天时60 mg/L亚砷酸钠染毒组仔鼠及训练第5天时各浓度亚砷酸钠染毒组仔鼠寻找平台的潜伏期均延长,仅60 mg/L亚砷酸钠染毒组仔鼠的停留时间缩短,差异有统计学意义(P0.05);且随着亚砷酸钠染毒浓度的升高,仔鼠寻找平台的潜伏期均呈延长趋势,停留时间呈缩短趋势。与对照组相比,各浓度亚砷酸钠染毒组PND20仔鼠及60 mg/L亚砷酸钠染毒组PND40仔鼠海马组织中PKA mRNA的表达水平均较低,差异有统计学意义(P0.05);而各浓度亚砷酸钠染毒组PND10仔鼠海马组织中PKA mRNA的表达水平无明显改变。且随着亚砷酸钠染毒浓度的升高,PND20及PND40仔鼠海马组织中PKA mRNA的表达水平均呈逐渐下降趋势。与对照组相比,60 mg/L亚砷酸钠染毒组PND20仔鼠及30、60 mg/L亚砷酸钠染毒组PND40仔鼠海马组织中CREB mRNA的表达水平均较低,差异有统计学意义(P0.05);而各浓度亚砷酸钠染毒组PND10仔鼠海马组织中CREB mRNA的表达水平无明显改变。且随着亚砷酸钠染毒浓度的升高,PND20仔鼠海马组织中CREB mRNA的表达水平呈逐渐下降趋势。结论妊娠期至性成熟期砷暴露可使仔鼠海马组织中PKA和CREB mRNA的表达水平降低,进而影响仔鼠的学习和记忆能力。     

抗氧化剂对砷诱导人膀胱上皮细胞氧化应激相关通路的影响

目的研究抗氧化剂对亚砷酸钠诱导的人膀胱上皮细胞系(SV-HUC-1)氧化应激相关通路的影响。方法取处于对数生长期的SV-HUC-1细胞,分别暴露于含终浓度为0(对照,F12K培养基)、4μmol/L亚砷酸钠及4μmol/L亚砷酸钠与丁硫氨酸亚砜亚胺(BSO,0.5 mmol/L)、褪黑素(0.5 mmol/L)或N-乙酰半胱氨酸(NAC,0.5 mmol/L)的培养基中,于培养16 h后,收集细胞进行转录因子NF-E2相关因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2,NRF2)通路相关蛋白及其下游基因[血红素加氧酶1(heme oxygenase-1,HO1)、醌氧化还原酶(NAD(P)H-quinone oxidoreductase 1,NQO1)]蛋白表达水平的检测;于培养1 h后,收集细胞进行丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-Activated Protein Kinase,MAPK)通路关键蛋白[p-细胞外信号调节激酶(p-ERK)、p-p38、p-c-Jun-N末端激酶(p-JNK)]表达水平的检测。结果与对照组比较,亚砷酸钠暴露SV-HUC-1细胞内NRF2、NQO1、HO1蛋白及p-ERK、p-p38、p-JNK蛋白的表达水平均较高;巯基耗竭剂BSO与亚砷酸钠联合暴露可加剧砷诱导的SV-HUC-1细胞内NRF2、NQO1、HO1和p-p38、p-JNK蛋白表达水平的升高,而抑制p-ERK的升高,差异均有统计学意义(P0.05)。褪黑素与亚砷酸钠组及亚砷酸钠+NAC组SV-HUC-1细胞内NRF2蛋白的表达水平明显低于对照组和亚砷酸钠组;NQO1蛋白的表达水平仅明显高于对照组;HO1蛋白的表达水平明显高于对照组,而明显低于亚砷酸钠组,差异均有统计学意义(P0.05)。褪黑素+亚砷酸钠组SV-HUC-1细胞内p-ERK、p-p38蛋白的表达水平明显低于对照组和亚砷酸钠组;p-JNK蛋白的表达水平明显高于对照组和亚砷酸钠组,差异均有统计学意义(P0.05)。亚砷酸钠+NAC组SV-HUC-1细胞内p-p38蛋白的表达水平明显低于对照组和亚砷酸钠组;p-JNK蛋白的表达水平仅明显高于对照组;p-ERK蛋白的表达水平明显高于对照组,而明显低于砷暴露组,差异均有统计学意义(P0.05)。结论抗氧化剂能够抑制亚砷酸钠急性暴露导致的SV-HUC-1细胞氧化应激相关通路的活化。     

壬基酚对秀丽隐杆线虫的生殖毒性

目的研究壬基酚(nonylphenol,NP)对秀丽隐杆线虫的生殖毒性。方法将秀丽隐杆线虫暴露于终浓度分别为含0(溶剂对照)、0.01、0.1、1、10、100mg/LNP的培养基24 h,并设空白对照。检测NP对线虫的半数致死浓度(LC50)、后代数目、世代时间和精子发生相关基因spe-10、spe-15、folt-1、fer-1 mRNA的表达水平。结果 NP对线虫的LC50远高于100 mg/L。与溶剂对照组比较,各浓度NP暴露组秀丽隐杆线虫世代时间延长,差异均有统计学意义(P0.05);而后代数目无明显改变;且随着NP暴露浓度的升高,秀丽隐杆线虫世代时间呈延长趋势,后代数目呈下降趋势。与溶剂对照组比较,仅1、100 mg/L NP暴露组秀丽隐杆线虫spe-10 mRNA的表达水平降低,差异均有统计学意义(P0.05);而各浓度NP暴露组秀丽隐杆线虫spe-15、folt-1、fer-1 mRNA的表达水平均无明显改变;且随着NP暴露浓度的升高,秀丽隐杆线虫spe-10、folt-1、fer-1 mRNA的表达水平呈下降趋势。结论 NP抑制线虫精子发生相关基因spe-10的表达,对后代数目和世代时间影响较小,本实验结果表明运用线虫模型评价NP的生殖毒性,其基因表达的改变先于表型指标。     

慢性砷暴露对人皮肤角质形成细胞药物转运相关蛋白mRNA表达和砷代谢的影响

目的探讨慢性砷暴露对人皮肤角质形成细胞(human keratinocytes,HaCaT)药物转运蛋白mRNA表达和砷代谢的影响。方法将HaCaT细胞随机分为慢性对照(不予以砷处理)组和慢性砷暴露(100 nmol/L亚砷酸钠染毒28周)组,培养于含10%胎牛血清和1%双抗的培养基中,收集处于对数生长期的细胞,采用实时荧光定量(real-time quantitative PCR)法检测细胞多药耐药相关蛋白mRNA的表达水平。将处于对数生长期的HaCaT对照细胞和慢性砷暴露细胞分别暴露于含终浓度为0(对照)、2.5、5、10、20、30、40、50、60、80、100、150μmol/L亚砷酸钠的培养基中孵育24 h,采用MTS法检测细胞活性。将慢性砷暴露组细胞和对照细胞予以10μmol/L亚砷酸钠处理24 h,采用氢化物发生-原子吸收分光光度法检测细胞砷蓄积和砷排放量。结果与对照细胞相比,慢性砷暴露HaCaT细胞多药耐药相关蛋白ABCC2和ABCC4 mRNA表达水平均升高,差异有统计学意义(P0.05);而ABCC1、ABCC3、ABCC5、ABCG1、ABCG2 mRNA的表达水平均无显著变化。与对照细胞相比,慢性砷暴露HaCaT经各浓度急性砷处理后细胞存活率均升高,差异有统计学意义(P0.05)。与对照细胞相比,10μmol/L亚砷酸钠染毒24 h后,慢性砷暴露细胞内的砷蓄积量降低,而砷排放量升高,差异均有统计学意义(P0.05)。结论慢性砷暴露的HaCaT细胞药物转运蛋白mRNA的表达升高,砷排出能力增强,对砷毒性产生耐受性。     

妊娠期至性成熟期饮水砷暴露对子代小鼠海马组织中DNA甲基转移酶mRNA表达的影响

目的研究妊娠期至性成熟期砷暴露致子代小鼠海马DNA甲基转移酶(DNA methyltransferase,DNMTs)水平的影响,探讨不同浓度砷暴露导致子代小鼠学习与记忆能力损伤的相关分子机制。方法将24只妊娠第1天的SPF级小鼠随机分为对照组、15、30和60 mg/L亚砷酸钠染毒组,仔鼠断乳之前经母鼠染砷,断乳至出生后(postnatal day,PND)40天以自行饮水方式进行砷暴露。对PND40子代小鼠进行水迷宫检测,PND10、PND20和PND40仔鼠取脑并分离海马,采用实时荧光定量RT-PCR(Real-time RT-PCR)法测定子代小鼠海马DNMT1、DNMT3a和DNMT3b mRNA水平。结果水迷宫结果显示,从训练第4天开始,不同浓度砷暴露组仔鼠寻找平台潜伏期均明显长于对照组,差异具有统计学意义(P0.05);在撤平台后,30和60 mg/L亚砷酸钠染毒组与对照组相比,仔鼠在第Ⅱ象限停留时间明显缩短,差异具有统计学意义(P0.05);30和60 mg/L亚砷酸钠染毒组PND20仔鼠海马DNMT1 mRNA的表达水平明显高于对照组,差异具有统计学意义(P0.05);PND10和PND40各组仔鼠海马DNMT1 mRNA的表达水平均无统计学差异(P0.05)。不同发育阶段各组仔鼠海马DNMT3a和DNMT3b mRNA的表达水平均无统计学差异(P0.05)。结论砷暴露损伤仔鼠学习记忆能力可能与海马DNMT1 mRNA水平升高有关。     

3种抗氧化剂对亚砷酸钠染毒人膀胱上皮细胞血管内皮生长因子表达的拮抗作用研究

目的探讨抗氧化剂褪黑素(melatonin,MEL)、N-乙酰半胱氨酸(N-acetyl cysteine,NAC)、维生素C(Vitamin,VC)对砷诱导人正常膀胱上皮(SV-HUC-1)细胞血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)表达的拮抗作用。方法将处于对数生长期的SV-HUC-1细胞暴露于含终浓度分别为0(对照)、0.5、1、2、4、8、10μmol/L亚砷酸钠的F12K完全培养基染毒24 h,或者含终浓度分别为4、10μmol/L亚砷酸钠的F12K完全培养基染毒0(对照)、4、12、24、48、72 h;联合暴露组在加入含终浓度分为4μmol/L亚砷酸钠的F12K完全培养基前30 min分别加入1%二甲基亚砜(DMSO)和抗氧化剂MEL、VC、NAC(终浓度分别为0.5、1、1 mmol/L),染毒24 h。分别采用Western blot法和RT-PCR法检测SV-HUC-1细胞VEGF蛋白和mRNA的表达水平。结果 10μmol/L亚砷酸钠染毒组SV-HUC-1细胞VEGF mRNA的表达水平高于对照组,差异有统计学意义(P0.05);且随着亚砷酸钠染毒剂量的升高,SV-HUC-1细胞VEGF mRNA的表达水平呈上升趋势。与对照组比较,4μmol/L亚砷酸钠染毒12、24、48 h及10μmol/L亚砷酸钠染毒24和48 h后SV-HUC-1细胞VEGF mRNA的表达水平均升高,差异有统计学意义(P0.05);且随着亚砷酸钠染毒时间的延长,各剂量组SV-HUC-1细胞VEGF mRNA的表达水平均呈先上升后下降的趋势。与对照组比较,4μmol/L亚砷酸钠+DMSO染毒组SV-HUC-1细胞中VEGF蛋白的表达水平均增加,差异有统计学意义(P0.05)。与4μmol/L亚砷酸钠+DMSO染毒组比较,亚砷酸钠+NAC染毒组SV-HUC-1细胞中VEGF蛋白的表达水平较高,差异有统计学意义(P0.05);而亚砷酸钠与MEL和VC联合染毒组SV-HUC-1细胞中VEGF蛋白的表达水平无明显改变。结论砷能诱导人正常膀胱上皮细胞VEGF表达增加,NAC能增加VEGF表达。     

砷对人正常膀胱上皮细胞信号传导与转录激活因子3mRNA表达的影响

目的研究亚砷酸钠对人正常膀胱上皮(SV-HUC-1)细胞中信号传导与转录激活因子3(STAT3)m RNA表达的影响。方法将处于对数生长期的SV-HUC-1细胞分别进行急性染毒[暴露于含终浓度为0(对照)、1、2、4、8、10μmol/L亚砷酸钠的培养基染毒24 h]和慢性染毒[以含终浓度为0(对照)、0.5μmol/L亚砷酸钠的培养基染毒40代]。采用逆转录PCR(RT-PCR)方法检测细胞STAT3 m RNA表达情况。结果与对照组比较,4、8、10μmol/L亚砷酸钠暴露组SV-HUC-1细胞内STAT3 m RNA的表达水平均升高,差异均有统计学意义(P0.05);且随着亚砷酸钠染毒剂量的升高,SV-HUC-1细胞内STAT3 m RNA的表达水平呈先升高后下降的趋势。0.5μmol/L亚砷酸钠慢性暴露组SV-HUC-1细胞内STAT3m RNA的表达水平高于对照组,差异有统计学意义(P0.05)。结论砷可能通过调控STAT3的表达而在砷诱导的SVHUC-1细胞恶性转化中发挥一定作用。     

饮水型砷暴露地区人群血液CYP1A1mRNA表达对砷中毒患病情况的影响

目的:通过分析饮水型砷暴露人群血液中CYP1A1mRNA的表达情况,探讨CYP1A1mRNA的表达与高砷暴露地区砷中毒患病情况之间的关系。方法:选取内蒙古自治区巴彦淖尔市的砷暴露地区作为调查点,将在此居住10年以上的居民作为调查对象。按饮水砷浓度将233名居民分为4组:对照组(饮水砷浓度10.0μg/L),低剂量组(饮水砷浓度10.0～99.9μg/L),中剂量组(饮水砷浓度100～199.9μg/L),高剂量组(饮水砷浓度≥200.0μg/L)。采用流行病学调查结合实时荧光定量PCR检测技术,测定血液CYP1A1 mRNA的表达水平,分析基因表达与砷中毒患病情况之间的关系。结果:(1)砷中毒的患病率随水砷浓度升高逐渐升高,与对照组相比,各剂量组人群砷中毒患病存在上升趋势,差异有统计学意义(χ~2=16.97,P0.05),经线性趋势卡方检验发现随着水砷浓度的升高,砷中毒的病情逐渐加重(χ~2=2.371,P0.05);(2)长期砷暴露会导致CYP1A1mRNA的表达水平升高,高浓度组CYP1A1mRNA表达水平升高具有统计学意义(P0.05);(3)随着砷中毒的病情加重,各组之间的CYP1A1mRNA的表达水平没有显著性差异(P0.05)。结论:长期慢性砷暴露会导致CYP1A1mRNA的表达水平升高,这可能是影响地方性砷中毒患病的重要因素,但CYP1A1mRNA的表达与砷中毒病情严重程度无关。     

不同价态砷对DNA和砷甲基转移酶的影响

目的观察不同价态、不同剂量砷染毒大鼠肝脏中DNA甲基转移酶和砷甲基转移酶mRNA的表达情况,寻找两者间的相关性及不同价态砷(iAs3+和iAs5+)体内甲基化间的差异。方法将35只健康清洁级Wistar雄性大鼠按体重随机分为7组,分别为正常对照(去离子水)组和低剂量(1/45 LD50,2.33 mg/kg)、中剂量(1/15 LD50,6.67 mg/kg)、高剂量(1/5LD50,20.00 mg/kg)砷酸氢钠(iAs5+)染毒组以及低剂量(2.33 mg/kg)、中剂量(6.67 mg/kg)、高剂量(20.00 mg/kg)亚砷酸钠(iAs3+)组,每组5只。采用自由饮水方式进行染毒,连续染毒90 d。采用实时荧光定量PCR法测定肝脏中DNA甲基转移酶(DNMT1、DNMT3A、DNMT3B)和砷甲基转移酶(As3MT)mRNA的表达情况。结果与对照组相比,各染毒组大鼠肝脏中As3MT mRNA的表达量较高,DNMT3A、DNMT3B mRNA的表达量较低,高、低剂量亚砷酸钠染毒组和高剂量砷酸氢钠染毒组DNMT1 mRNA的表达量均较高,中剂量亚砷酸钠染毒组和低剂量砷酸氢钠染毒组DNMT1 mRNA的表达量均较低,差异有统计学意义(P<0.05)。随着亚砷酸钠染毒剂量的升高,大鼠肝脏中As3MT mRNA的表达量呈上升趋势,DNMT3A、DNMT3B mRNA的表达量呈下降趋势;随着砷酸氢钠染毒剂量的升高,大鼠肝脏中As3MT mRNA的表达量呈下降趋势,DNMT3A、DNMT3B、DNMT1 mRNA的表达量呈上升趋势。As3MT的表达量与DNMT3A和DNMT3B表达量呈负相关(P<0.01);与DNMT1表达量无相关关系(P>0.01)。结论长期亚慢性暴露iAs3+和iAs5+均可促进As3MT的表达,抑制DNMT3A及DNMT3B的表达,但iAs3+和iAs5+间在剂量-效应关系上呈反向性;机体As3MT表达上调与DNMT3A和DNMT3B表达抑制间具有协同效应,并可导致基因低甲基化。     

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。     

促肝纤维化因子在水砷暴露小鼠肝组织中表达

目的 探讨促肝纤维化因子基质金属蛋白酶-8(MMP-8)、基质金属蛋白酶抑制因子-2(TIMP-2)和Ⅰ、Ⅲ型胶原(Col-Ⅰ、Col-Ⅲ)在水砷暴露小鼠肝组织中的表达及其意义.方法 50只雄性小鼠被随机分成对照组、亚砷酸钠组和砷酸钠组.亚砷酸钠组和砷酸钠组给予普通饲料和砷溶液.10个月后处死小鼠,血清进行肝功能检测;苏木素-伊红(HE)染色部分肝组织;Trizol-酚-氯仿一步法提取小鼠肝组织总RNA,紫外分光光度法测定总RNA浓度及纯度,实时荧光定量PCR法测肝组织中MMP-8、MMP-2、Col-Ⅰ、Col-Ⅲ mRNA的表达,以18S基因作为质控.结果 亚砷酸钠组、砷酸钠组血清丙氨酸转氨酶(ALT)、天冬氨酸转氨酶(AST)、球蛋白(GLB)值均高于对照组;肝组织病理检查显示有明显的肝细胞坏死、再生和少许纤维化;与对照组比较,亚砷酸钠组肝组织Col-Ⅰ、Col-Ⅲ mRNA表达的差异均有统计学意义(tCol-Ⅰ=5.49,tCol-Ⅲ=8.64,P＜0.05);MMP-8 mRNA降低差异有统计学意义(t=7.35,P＜0.05);砷酸钠组TIMP-2、Col-Ⅰ、Col-Ⅲ mRNA差异均有统计学意义(tTIMP-2=6.72,tCol-Ⅰ=13.59,tCol-Ⅲ=9.68,P＜0.05);MMP-8 mRNA降低差异有统计学意义(t=6.28,P＜0.05).结论 长期饮水砷暴露,可导致慢性肝损伤、肝纤维化;TIMP-2、MMP-8基因在砷致小鼠纤维化发生中起重要作用.     

慢性砷染毒对大鼠睾丸肝细胞生长因子及其受体c-Met表达的影响

目的探讨砷对大鼠睾丸中肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor,HGF)及其受体c-Met表达的影响。方法将40只健康清洁雄性SD大鼠随机分为4组,分别为对照(蒸馏水)组和2.4、12.0、60.0 mg/L亚砷酸钠染毒组,每组10只。采用自由饮用方式进行染毒,连续染毒6个月。测定大鼠睾丸组织内HGF及其受体c-Met的阳性表达及精子的凋亡情况。结果与对照组比较,各浓度亚砷酸钠染毒组大鼠睾丸组织内HGF、c-Met的阳性表达水平均较低,差异均有统计学意义(P0.05);且随着亚砷酸钠染毒浓度的升高,大鼠的HGF、c-Met的阳性表达水平呈下降趋势。与对照组比较,各浓度亚砷酸钠染毒组大鼠的精子凋亡率均升高,差异有统计学意义(P0.05);且随着亚砷酸钠染毒浓度的升高,大鼠的精子凋亡率呈上升趋势。结论慢性砷染毒可能通过抑制HGF-c-Met通路引起大鼠睾丸组织的损伤及精子凋亡。     

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。     

亚慢性饮水砷暴露小鼠组织形态砷的蓄积与分布

目的探讨亚慢性饮水砷暴露小鼠各组织中无机砷及其代谢产物的蓄积与分布规律。方法将40只健康8周龄清洁级昆明雌性小鼠按体重随机分为对照(生理盐水)组和50、100、200 mg/L亚砷酸钠染毒组,每组10只。采用亚砷酸钠自由饮水方式染毒,连续染毒3个月。检测小鼠肝脏、肾脏、脾脏、肺脏、膀胱、大脑皮层、小脑和海马组织中五价无机砷(pentavalent inorganic arsenic,iAs~(5+))、三价无机砷(trivalent inorganic arsenic,iAs~(3+))、单甲基胂酸(monomethylated arsenic,MMA)和二甲基胂酸(dimethylated arsenic,DMA)的含量,并计算总砷(total arsenic,TAs)含量。结果各浓度亚砷酸钠暴露组小鼠肝脏中TAs、iAs~(3+)和DMA的含量与对照组比较,差异均无统计学意义(P0.05)。与50 mg/L亚砷酸钠暴露组比较,100、200 mg/L亚砷酸钠暴露小鼠肾脏、肺脏和膀胱中TAs和DMA含量均升高,差异有统计学意义(P0.05);与100 mg/L亚砷酸钠暴露组比较,200 mg/L亚砷酸钠暴露小鼠肾脏TAs和DMA含量均升高,差异有统计学意义(P0.05)。与50 mg/L亚砷酸钠暴露组比较,200 mg/L亚砷酸钠暴露小鼠脾脏TAs和DMA含量以及膀胱iAs~(3+)含量均升高,差异有统计学意义(P0.05)。与100 mg/L亚砷酸钠暴露组比较,200 mg/L亚砷酸钠暴露小鼠膀胱TAs、iAs~(3+)和DMA含量均升高,差异有统计学意义(P0.05)。与50 mg/L亚砷酸钠暴露组比较,100 mg/L亚砷酸钠暴露小鼠大脑皮层和小脑中TAs含量及200 mg/L亚砷酸钠暴露小鼠大脑皮层和小脑中TAs和DMA的含量均升高,差异有统计学意义(P0.05);与100 mg/L亚砷酸钠暴露组比较,200 mg/L亚砷酸钠暴露小鼠小脑TAs和DMA含量均升高,差异有统计学意义(P0.05)。与50 mg/L亚砷酸钠暴露组比较,200 mg/L亚砷酸钠暴露小鼠海马TAs、MMA和DMA含量均升高,差异有统计学意义(P0.05);与100 mg/L亚砷酸钠暴露组比较,200 mg/L亚砷酸钠暴露小鼠海马MMA含量升高,差异有统计学意义(P0.05)。各浓度亚砷酸钠暴露组小鼠组织中iAs~(3+)以及肺脏和膀胱中MMA的含量间比较,差异均无统计学意义(P0.05)。随着亚砷酸钠暴露浓度的升高,小鼠各组织中TAs和DMA含量均呈上升趋势,膀胱和海马中MMA亦呈上升趋势。100、200 mg/L亚砷酸钠暴露组小鼠各组织中TAs和DMA的含量由高到低依次为膀胱肝脏肺脏肾脏脾脏;部分脑区组织中TAs和DMA的含量由高到低依次为大脑皮层海马小脑。200 mg/L亚砷酸钠暴露组小鼠肺脏、100和200 mg/L亚砷酸钠暴露组小鼠膀胱以及50、100和200 mg/L亚砷酸钠暴露组小鼠海马中可检测出MMA,其它各浓度亚砷酸钠暴露组小鼠组织中MMA均未检出所有亚砷酸钠暴露组小鼠组织中均未检出iAs~(5+)。结论亚慢性饮水砷暴露小鼠组织中形态砷的蓄积与分布具有明显的组织特异性,并且无机砷及其代谢产物能够穿越血脑屏障,区域特异性地蓄积在大脑皮层、小脑和海马组织。     

急性砷暴露对小鼠脾脏核转录因子NF-E2相关因子2信号通路的影响

目的探讨急性砷暴露小鼠脾脏核转录因子NF-E2相关因子2(NF-E2-related factor 2,Nrf2)及其下游血红素单加氧酶-1(HO-1)和谷胱甘肽-S-转移酶(GST)蛋白的表达。方法将48只健康8周龄清洁级昆明雌性小鼠按体重随机分为4组,分别为对照(生理盐水)组和5、10、20 mg/kg亚砷酸钠染毒组,每组12只。给予小鼠一次性灌胃亚砷酸钠24 h后,测定脾组织丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活力以及Nrf2、HO-1和GST蛋白的表达水平。结果与对照组相比,各剂量亚砷酸钠染毒组小鼠脾组织中MDA含量均增加,差异有统计学意义(P0.05);20 mg/kg亚砷酸钠染毒组小鼠脾组织中SOD活力和10、20 mg/kg亚砷酸钠染毒组小鼠脾组织中GSH-Px活力均减少,差异有统计学意义(P0.05)。且随着亚砷酸钠染毒剂量的升高,小鼠脾组织中SOD和GSH-Px活力均呈下降趋势,而MDA含量呈上升趋势。与对照组相比,各剂量亚砷酸钠染毒组小鼠脾组织中HO-1和GSTO1/2蛋白的表达水平及10、20 mg/kg亚砷酸钠染毒组小鼠脾组织中Nrf2蛋白的表达水平均增加,差异有统计学意义(P0.05);且随着亚砷酸钠染毒剂量的升高,小鼠脾组织中Nrf2、HO-1和GSTO1/2蛋白的表达水平均呈上升趋势。结论急性砷暴露在导致小鼠脾脏发生氧化损伤的同时,能够活化Nrf2信号通路,诱导下游抗氧化相关酶类蛋白表达,这可能是砷暴露刺激机体产生的一种防御应答反应。     

亚慢性砷暴露对大鼠海马组织BDNF表达的影响

目的探讨亚慢性饮水型砷暴露对大鼠海马组织BDNF表达的影响。方法将40只SD大鼠按体重随机分为4组,分别为对照组(蒸馏水)和2.4、12、60 mg/L亚砷酸钠溶液染毒组,每组10只,雌雄各半,采用自由饮水的方式连续染毒100 d。检测脑砷含量、海马组织BDNF mRNA及蛋白表达。结果各染砷组大鼠脑砷含量均高于对照组(P0.05),且脑砷含量随着染毒剂量的增加呈上升趋势;各染砷组大鼠海马组织BDNF mRNA及其蛋白表达均低于对照组(P0.05)。结论亚慢性砷暴露可引起大鼠海马组织BDNF mRNA及其蛋白表达的降低。     

慢性饮水砷暴露小鼠无机砷代谢产物的蓄积与分布

目的探讨慢性饮水砷暴露小鼠各组织及脑部分区组织中无机砷代谢产物的蓄积与分布规律。方法将40只健康8周龄清洁级昆明雌性小鼠按体重随机分为对照(生理盐水)组、50、100和200 mg/L亚砷酸钠染毒组,每组10只。采用亚砷酸钠自由饮水方式染毒,染毒时间为6个月,检测肝脏、肾脏、脾脏、肺脏、膀胱、大脑皮层、小脑和海马组织中五价无机砷(pentavalent inorganic arsenic,iAs~(5+))、三价无机砷(trivalent inorganic arsenic,iAs~(3+))、单甲基胂酸(monomethylated arsenic,MMA)和二甲基胂酸(dimethylated arsenic,DMA)含量,并计算总砷(total arsenic,TAs)含量。结果与50 mg/L亚砷酸钠暴露组比较,200 mg/L亚砷酸钠暴露组小鼠肝脏和脾脏中TAs和iAs~(3+)的含量以及100、200 mg/L亚砷酸钠暴露组小鼠肾脏中TAs和DMA的含量均升高,差异有统计学意义(P0.05);与100 mg/L亚砷酸钠暴露组比较,200 mg/L亚砷酸钠暴露组小鼠肾脏中TAs和DMA的含量均升高,差异有统计学意义(P0.05)。与50 mg/L亚砷酸钠暴露组比较,200 mg/L亚砷酸钠暴露组小鼠肺脏中TAs的含量及100、200 mg/L亚砷酸钠暴露组小鼠肺脏中iAs~(3+)的含量均升高,差异有统计学意义(P0.05);与100 mg/L亚砷酸钠暴露组比较,200 mg/L亚砷酸钠暴露组小鼠肺脏中TAs的含量和膀胱中iAs~(3+)的含量均升高,差异有统计学意义(P0.05)。与50 mg/L亚砷酸钠暴露组比较,100 mg/L亚砷酸钠暴露组小鼠膀胱中TAs和DMA的含量及200 mg/L亚砷酸钠暴露小鼠膀胱中TAs、iAs~(3+)、MMA和DMA的含量均升高,差异有统计学意义(P0.05)。与50、100 mg/L亚砷酸钠暴露组比较,200 mg/L亚砷酸钠暴露组小鼠大脑皮层中TAs和DMA的含量均升高,差异有统计学意义(P0.05)。与50 mg/L亚砷酸钠暴露组比较,100 mg/L亚砷酸钠暴露组小鼠小脑中TAs的含量及200 mg/L亚砷酸钠暴露组小鼠小脑中TAs和DMA的含量均升高,差异有统计学意义(P0.05)。与50 mg/L亚砷酸钠暴露组比较,100 mg/L亚砷酸钠暴露组小鼠海马中MMA的含量及200 mg/L亚砷酸钠暴露组小鼠海马中DMA的含量均升高,差异有统计学意义(P0.05)。各浓度亚砷酸钠暴露组小鼠肝、脾和肺脏中的DMA含量,肾脏、大脑皮层、小脑和海马中的iAs~(3+)含量,肺脏中的MMA含量以及海马中TAs的含量间比较,差异均无统计学意义(P0.05)。随着亚砷酸钠暴露浓度的升高,小鼠各组织中TAs和DMA的含量均呈上升趋势;肝脏、肾脏、脾脏和大脑皮层中iAs~(3+)的含量均呈上升趋势;肺脏、膀胱和海马中MMA的含量亦呈上升趋势。50和100 mg/L亚砷酸钠暴露组小鼠各组织中TAs和DMA的含量由高到低依次为膀胱脑组织肝脏肾脏肺脏脾脏;iAs~(3+)的含量由高到低依次为肝脏肾脏脾脏膀胱脑组织肺脏;MMA的含量由高到低依次为肺脏膀胱脑组织。100和200 mg/L染砷组小鼠脑部分区组织中TAs和DMA的含量由高到低依次为小脑大脑皮层海马。50、100和200 mg/L亚砷酸钠暴露组肺脏、膀胱和海马中可检测出MMA,其它各浓度亚砷酸钠暴露组小鼠组织中MMA均未检出。所有亚砷酸钠暴露组小鼠组织中均未检出iAs~(5+)。结论慢性饮水无机砷暴露小鼠体内无机砷代谢产物的蓄积与分布具有明显的组织和区域特异性。鉴于无机砷代谢产物的不同毒性,推测膀胱和脑组织可能是慢性无机砷暴露发挥毒性最重要的靶器官,但详细机制尚需进一步的探讨。     

砒霜厂工人外周血淋巴细胞Dicer基因相对表达与尿砷代谢产物的关系研究

目的 通过比较职业性砷暴露人群与对照人群外周血淋巴细胞Dicer基因表达的差异,探讨职业性砷暴露人群外周血淋巴细胞中Dicer基因的表达与尿砷代谢产物之间的关系.方法 于2011年选取43名砒霜厂职业性砷暴露工人为暴露组,23名无砷暴露史人群为对照组,采用TRIzol法提取淋巴细胞中的总RNA,利用实时荧光定量PCR方法检测Dicer基因的表达,采用氢化物发生原子吸收分光光度法检测尿中各类砷化合物的含量.结果 砒霜厂工人无机砷、甲基胂酸、二甲基胂酸、总砷含量均高于对照组,二级甲基化指数低于对照组,外周血淋巴细胞中Dicer基因mRNA的表达(6.90±0.24)高于对照组(5.08±0.24),差异均有统计学意义(P＜0.01).尿中无机砷、甲基胂酸、二甲基胂酸、总砷与外周血淋巴细胞中Dicer基因mRNA表达呈正相关(P＜0.01);二级甲基化指数与Dicer基因mRNA表达呈负相关(r=-0.384,P＜0.05).结论 职业性砷暴露工人外周血淋巴细胞Dicer基因表达升高,可能与砷代谢甲基化过程有关.     

砷对人正常膀胱上皮细胞NFAT2 mRNA表达的影响

用浓度为0、1、2、4、8、10μmol/L的亚砷酸钠处理人正常膀胱上皮细胞24 h和浓度为0、0.5μmol/L的亚砷酸钠处理人正常膀胱上皮细胞至40代,应用RT-PCR方法检测活化T细胞核因子(NFAT2 mRNA)的表达水平。结果显示,1μmol/L剂量组染砷24 h后NFAT2 mRNA表达水平显著高于其他浓度组(P0.05);0.5μmol/L浓度砷长期处理细胞40代后引起NFAT2 mRNA表达水平显著增高(P0.05)。提示,长期、低剂量砷处理的人正常膀胱上皮细胞NFAT2 mRNA水平增高。