苯急性暴露对Sprague-Dawley大鼠全基因组DNA甲基化的影响

现有文献表明,DNA甲基化异常与肿瘤的发生密切相关,其中全基因组DNA甲基化水平的改变已经被认为是癌症发生的生物标志物;同时,大量遗传毒理学实验证明苯可以引起DNA突变和断裂,然而苯暴露引起全基因组DNA甲基化异常的现象,目前鲜有文献报道。为了揭示苯引起全基因组DNA甲基化变化的致毒机制,本实验中,Sprague-Dawley（SD）雄性大鼠经口灌胃急性暴露于以500 mg.kg-1（以体质量计）的苯中,在暴露6、12、24、30 h后采集SD雄性大鼠体内血液、肝脏、肾脏和肺,利用高效液相色谱分析方法检测全基因组DNA甲基化水平。结果表明,SD雄性大鼠血液和肝脏的全基因组DNA甲基化水平显著下降,而在肾脏和肺中没有显著地变化,表现出组织特异性。本实验率先报道了苯的暴露可以引起全基因组DNA甲基化水平的异常,从表观遗传学的角度解释了苯影响人体健康的机制。     

活性氧和钙信号参与铅对酵母细胞的毒性作用

以模式生物酵母菌为材料,研究铅对细胞的毒性效应,探讨胞内活性氧(ROS)和Ca~(2+)在铅诱导细胞死亡中的作用。结果显示,浓度为5~100 mg·L~(-1)的硝酸铅可降低酵母细胞活性,诱导酵母细胞死亡,随着铅浓度的提高和作用时间的延长,细胞死亡率增高。在铅处理组酵母细胞中,ROS和Ca~(2+)水平显著升高,线粒体膜电位明显下降;用1 mmol·L~(-1)的外源抗坏血酸(AsA)能降低铅引发的酵母细胞死亡,0.5 mmol·L~(-1)的钙离子螯合剂乙二醇双四乙酸(EGTA)或0.1 mmol·L~(-1)的质膜Ca~(2+)通道特异性抑制剂氯化镧(LaCl_3)亦可明显抑制铅引起的酵母细胞死亡。研究结果表明,铅诱发的酵母细胞死亡与处理组胞内ROS和Ca~(2+)升高有关,高浓度的Ca~(2+)可能通过诱导线粒体膜通透性转变孔道开放,或者高水平ROS可能损伤线粒体膜,致线粒体膜电位下降,继而激活相关下游信号导致细胞死亡。     

典型水污染区环境样品的去甲基化表观遗传毒性初步研究

从去甲基化能力方面研究地表水、地下水、土壤等环境样品综合表观遗传毒性。将pEGFP-C3质粒通过人工甲基化处理获得荧光蛋白基因启动子区处于高甲基化状态的C3质粒,并将其转染进人类HepG-2肝癌细胞株,随后以该改造细胞株(EGFPHepG2)为主要工具载体,与样品提取液进行共培养,依据细胞绿色荧光强度来定量评价样品的去甲基化功能的强弱(简称EGFP方法)。同时通过电感耦合等离子体质谱法(ICP/MS)对样品提取液的成分进行扫描检测分析。结果表明,在9个测试样中,有7个显示出可以观察到的去甲基化表观遗传毒性,占测试样品的78%。其去甲基化表观遗传毒性当量介于0.065~0.257μmol·L-1的5-Aza-CdR之间。在4个存在超标的土壤或底泥样品中,有3个被检测出具有可以观察到的去甲基化表观遗传毒性,环境样品表观遗传毒性检测结果也与环境分析结果具有基本一致的趋势。结果初步显示,部分环境样品去甲基化能力较强,具有不容忽视的表观遗传毒性。     

毛兰素对人肝癌Huh7细胞的抑制作用

研究了从鼓槌石斛中分离得到的低分子量天然化合物毛兰素在体外对人肝癌Huh7细胞的增殖抑制作用,并探讨其诱导细胞凋亡的分子机制.实验结果显示:毛兰素能显著抑制肝癌Huh7细胞的增殖,且随着药物浓度与时间增加其抑制率呈明显的剂量时间效应,其48 h半数抑制浓度IC50为37.4 nmol/L;毛兰素能诱导人肝癌Huh7细胞凋亡并使其细胞周期阻滞于G2-M期;分子机制研究显示毛兰素可抑制Akt激酶活性、下调Mcl-1蛋白表达以及激活PARP活性从而导致其对Huh7癌细胞的增殖抑制作用.以上结果初步表明毛兰素对肝癌防治具有潜在药用价值.图5参17     

有机酸对根际土壤中铅形态及其生物毒性的影响

采用根袋盆栽试验和连续浸提方法研究外源柠檬酸、EDTA对根际土壤中Pb形态转化及其生物毒性的影响。结果表明，有机酸能明显活化根际土壤中的Pb，高浓度(3mmol／L)比低浓度(0．5mmol／L)的柠檬酸对Pb的活化能力强；EDTA在低浓度(0．5mmol／L)时对Pb的活化能力就很强。柠檬酸、EDTA能增强土壤Pb的毒性，提高小麦根部对Pb的吸收，并促进Pb由根部向地上部转移。     

谷胱甘肽对甲醛所致Hela细胞毒性的影响

为研究还原型谷胱甘肽(GSH)对甲醛所致Hela细胞毒性的影响,采用体外染毒方式,应用KC1-SDS法和MTT法分别检测GSH对甲醛引起Hela细胞DNA-蛋白质交联(DPC)和细胞活性的影响.结果表明,250μmol·L-1浓度下,DNA-蛋白质交联实验中甲醛染毒组所致的DPC显著高于对照组(p＜0.01),GSH+...     

腐殖酸对土壤铅赋存形态的影响

通过室内培养试验,深入探讨了不同用量腐殖酸,对铅污染土壤中铅各形态的影响.结果表明,腐殖酸各处理均能显著降低土壤中铅的交换态(EX-),碳酸盐结合态(Cob-)和铁锰氧化物结合态(FeMn-)的含量,而有机结合态(Ob-)铅和残渣态(Res-)铅的含量则显著提高.施用腐殖酸有效地降低了铅的活性,且影响程度随腐殖酸用量的增加而显著增加.腐殖酸对土壤中铅离子的各形态含量随时间的变化的影响表现为,在培养040 d期间,随培养时间的延长交换态铅含量无明显变化,残渣态铅含量显著降低,其它三种形态均呈增加趋势;培养40 d后,随培养时间的延长各形态的含量均无显著变化.综合考虑认为施入10%质量比的腐殖酸即可显著降低铅的活性,从而可达到较好的修复效果.     

天然沸石对番茄及土壤中铅的影响

为探索沸石对轻度铅污染土壤的修复效果及农业安全生产可行性,利用盆栽试验研究了不同沸石添加量及不同沸石粒级等因素对不同生长时期番茄（Solanum lycopersicum）植株铅质量分数、累积量和土壤铅质量分数的影响。结果表明,添加天然沸石可提高土壤有效铅质量分数,不同程度地增加番茄地上部生物量,具有提高番茄茎叶铅质量分数及积累量、果实产量的趋势,也具有降低收获期根部铅质量分数及积累量的趋势。18g·kg-1是提高地上部生物量,抑制土壤铅污染、茎叶和根部铅积累的最佳沸石添加量,但有促进果实铅积累的趋势;沸石添加量为10g·kg-1则在提高土壤有效铅质量分数的同时可抑制果实铅的积累。中粒级沸石可抑制果实铅积累,大粒级为削减根部铅积累量促进茎叶铅积累的最佳沸石粒级,小粒级沸石则可抑制收获期茎叶铅的积累。     

铅暴露U251细胞差异表达基因及相关通路(The Interrelated Pathways in Brain Human U251 Glioma Cells by Lead Exposure)

为探讨铅对体外培养的人神经胶质瘤U251细胞(human U251glioma cells,U251)暴露后基因表达的变化以及相关基因通路,选用乙酸铅暴露U251细胞.细胞在乙酸铅中暴露8h和24h后提取RNA,使用cDNA芯片分析基因表达情况,芯片扫描结果经归一化处理,设定Ratio值<0.5或≥2.0为表达有差异基因.结果表明,铅暴露U251细胞导致2840条基因差异表达,使用KEGG和BioCarta数据库分析代表性基因网络.结果发现,铅暴露U251细胞导致大量基因差异表达,涉及多个代谢及信号通路,与神经组织相关的主要信号通路有Ca2+信号通路、Jak-STAT信号通路、MAPK信号通路、Wnt信号通路等,还涉及配体-受体、细胞因子相互作用等.这些通路相互联结,构成复杂的网络系统,调控细胞的生物学功能.     

不同铅化合物对红壤中微生物生物量的毒性差异(英)

为了评估红壤中不同铅化合物对微生物生物量的毒性差异,进行了实验室培养试验铅化合物为氯化铅和醋酸铅,施加的6个不同浓度（w／10－6）为0（背景值）,100,200,300,450和600在铅水平相同时,醋酸铅比氯化铅对土壤中微生物生物量碳（Cmic）和微生物生物量氮（Nmic）的降低更为明显土壤中微生物量C／N比和有机碳／微生物量碳比［m（Corg）／m（Cmic）］随着醋酸铅水平的增加而显著提高,而氯化铅在相同水平下,提高的幅度大大减少,这些结果表明,不同铅化合物的溶解度和不同相伴阴离子是决定铅化合物毒性的重要因素.     

铅暴露U251细胞差异表达基因分析(Analysis of Differentiation Expressed Genes of Human U251 Glioma Cells Exposed to Lead)

为研究体外培养的人神经胶质瘤U251细胞(human U251glioma cells)铅暴露后基因表达的改变,分析脑中差异表达基因,探讨铅暴露与神经毒性之间的关系,使用浓度为400μg·mL-1乙酸铅暴露U251细胞8h和24h,设置空白对照,提取RNA.应用基因芯片方法寻找差异表达基因,芯片扫描结果经归一化处理,设定Ratio值<0.5或≥2.0为表达有差异基因.结果表明铅暴露U251细胞导致2840条基因差异表达,暴露8h和24h皆上调表达的基因有92条,皆下调表达的基因有85条,其中132条基因在脑中表达;通过与数据库资料比对,109条基因与其在脑表达情况一致,23条基因不一致(15条基因高表达,8条基因低表达).从实验结果可以看出铅暴露能够导致U251细胞基因表达改变,抑制细胞增殖和迁移,促进细胞凋亡,负调控T细胞免疫活性.导致与神经发生、细胞骨架形成相关基因表达下调,神经保护能力下降,铅暴露可能与神经变性疾病及退行性疾病发生有关.     

铅与纳米SiO2联合染毒对A549细胞氧化损伤的影响

为了研究铅与纳米SiO2联合染毒所致的细胞损伤特征,并从氧化应激方面探讨其可能的作用机制。用铅和SiO2处理A549细胞,采用四唑盐(MTT)比色法检测细胞存活率,评价铅和SiO2联合染毒所致的细胞损伤特征;采用硫代巴比妥酸(TBA)比色法检测细胞内丙二醛(MDA)含量,评价铅与SiO2联合染毒所致细胞的氧化应激状态;检测了细胞内抗氧化物还原型谷胱甘肽(GSH)含量以及细胞内抗氧化酶的活性,以评价铅与SiO2联合染毒对细胞抗氧化系统的影响。将实验数据进行ANOVA分析。结果表明,铅、SiO2单独染毒组各指标没有明显改变;而联合染毒能造成细胞氧化损伤,表现为细胞存活率、GSH水平、超氧化物歧化酶(SOD)及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性显著低于对照组及2个单独染毒组(P<0.05),细胞内MDA含量显著高于对照组及各单独染毒组(P<0.05)。可见,联合染毒可引起明显的细胞毒性,氧化损伤可能是铅与SiO联合染毒致肺细胞毒性损伤的作用机制之一。     

六溴环十二烷(HBCD)对H4细胞和SK-N-AS细胞脱碘酶2和3表达的影响

六溴环十二烷(hexabromocyclododecane,HBCD)与多溴联苯醚(polybrominated diethyl ethers,PBDEs)复合污染体系,对人类健康尤其神经系统所造成的潜在危害及其机制一直是笔者课题组的研究方向。HBCD是广泛使用的溴化阻燃剂,与PBDEs一样,会通过干扰内分泌系统、影响甲状腺激素分泌及损伤神经系统,对生物体产生发育神经毒性。作为系列研究之一,本研究以H4人脑神经胶质瘤细胞和SK-N-AS人神经母细胞瘤细胞为体外生物模型,通过观察HBCD对H4细胞Ⅱ型脱碘酶(Dio2)和SK-N-AS细胞Ⅲ型脱碘酶(Dio3)表达的调控,初步探讨了HBCD对神经系统局部甲状腺激素水平的潜在影响。H4细胞和SK-N-AS细胞分别暴露于0、1、3和9μmol·L-1HBCD 24 h后,采用MTT法检测细胞活力,Western Blot和RT-PCR法分别分析Dio2和Dio3蛋白和基因的表达,酶联免疫吸附测定(ELISA)法检测H4细胞脑源性神经细胞营养因子(BDNF)的分泌。结果表明,HBCD以剂量依赖方式降低H4细胞和SK-N-AS细胞生存率,引起H4细胞Dio2蛋白和基因表达下调,而致SK-N-AS细胞Dio3蛋白和基因表达上调。此外,HBCD还降低H4细胞BDNF的分泌。这表明,HBCD很可能通过影响神经和胶质细胞脱碘酶的表达,影响脑局部甲状腺激素水平,从而引起神经系统损伤及发育神经毒性。