致癌性卤代醌类消毒副产物造成 DNA 损伤的分子机理研究

卤代醌是一类卤代芳烃类环境污染物的致癌中间体,也是在饮用水中新发现的氯化消毒副产物。我们最近发现卤代醌和 H₂O₂ 或有机氢过氧化物体系可以不依赖过渡金属离子,而产生高活性的羟基/烷氧自由基和醌氧/醌碳自由基。目前尚不清楚这些卤代醌类致癌物和氢过氧化物共存能否诱导 DNA 产生氧化损伤和修饰,以及其潜在的分子机制是什么。我们的研究发现 DNA 在四氯-1,4-苯醌/H₂O₂体系中可被氧化产生 8-氧脱氧鸟苷、DNA 链断裂和三种甲基氧化产物,这些反应不依赖过渡金属离子,且由于卤代醌与 DNA 的嵌入作用而导致其氧化作用增强。其他卤代醌也观察到了类似的现象,而且通常比经典的 Fenton 体系更有效。我们进一步将研究从纯化的 DNA 扩展到了活细胞的基因组 DNA。同时还发现卤代醌和有机氢过氧化物(如叔丁基过氧化氢或在正常生理条件下产生的 13S-过氧羟基-9Z,11E-十八碳二烯酸(13-HPODE))共存时,可通过独特的醌氧自由基介导机制诱导 DNA 氧化生成致突变性更强的咪唑啉酮类产物 dIz。这些发现为解释普遍存在的卤代醌类致癌中间体和消毒副产物的潜在基因毒性、致突变性和致癌性提供了新思路。     

DNA分子“光开关”含钌多吡啶络合物细胞摄取、胞内分布及毒性机理研究

DNA作为遗传信息的载体,了解在细胞核内的组装和结构具有非常重要的意义。目前,使用能够与DNA结合的细胞膜渗透性良好的有机荧光分子作为DNA标记探针是实现这一目标的主要手段。自Barton实验室发现阳离子Ru（Ⅱ）络合物[Ru（bpy）₂（dppz）]²⁺（bpy=2,2'-联吡啶,dppz=多吡啶并吩嗪）能够作为DNA分子"光开关"以来,d⁶八面体多吡啶金属络合物与DNA的结合特性及相关研究,尤其是对这类金属络合物作为高灵敏度和结构特异性DNA探针的研究,便吸引了人们极大的关注。由于这类物质较低的膜渗透性,先前多数研究都只是局限于细胞外,活细胞内DNA直接显像成功的实例较为少见。本课题组发现五氯酚（PCP）和另外两类结构不相关的生化试剂能促进Ru（Ⅱ）多吡啶络合物的细胞特别是细胞核的摄取,[Ru（bpy）₂（dppz）]²⁺/PCP之间的协同核摄取机理可能是形成了较稳定的亲脂性离子对复合物。Ru（Ⅱ）络合物的两种对映异构体在活细胞内与DNA结合后表现出了明显的手性选择性。这是我们首次发现通过以形成离子对复合物的方式将DNA分子"光开关"Ru（Ⅱ）络合物转入活细胞核内并维持其"光开关"效应,可为研究将其他潜在的具有生物医疗效应的细胞膜不通透金属络合物转入细胞内提供一种全新的方法。