镉和3,3’,4,4’-四氯联苯联合红系前体细胞毒性效应研究

摘要

重金属镉（Cd）和多氯联苯（PCBs）是同时存在于环境中的两类污染物，对人体健康构成共同暴露的威胁。本文以人红白血病细胞系HEL和肝癌细胞系SMMC-7721为细胞暴露模型，采用细胞生物学和分子生物学手段，综合评价镉和3,3’,4,4’-四氯联苯（PCB77）单独或共同暴露所引发的联合红系前体细胞毒性效应，同时在肝细胞系中进行验证，进而探索二者引发的联合毒性机制。 Cd和PCB77单独暴露浓度分别为1μmol·L-1、15μmol·L-1、40μmol·L-1，共同暴露浓度为单独暴露浓度两两交叉得到（3×3）。采用AB法、MTT法、LDH法及JC-1法探究细胞及亚细胞毒性效应，结果表明：二者单独或共同暴露均可降低HEL和SMMC-7721细胞中线粒体琥珀酸脱氢酶活性以及线粒体膜电位，并且造成细胞形态发生萎缩。多因子线性回归模型分析表明，Cd与PCB77共同暴露对两种细胞系产生的联合作用类型均为相加作用。 采用实时荧光定量聚合酶链式反应（qRT-PCR）法和蛋白印迹（Western blot）法，对二者产生的毒性机制进行探索表明：Cd和PCB77共同暴露通过激活elF2α-Atf4信号通路，刺激抗氧化基因在mRNA水平的表达。高浓度（40μM）共同暴露下GSTP1的表达分别与空白对照组、Cd和PCB77单独暴露组相比，约增加了10倍、17倍、230倍，但同时促进HEL细胞内ROS水平升高，48h处理下细胞发生明显凋亡。Cd和PCB77干扰HEL细胞铁代谢，单独暴露均会促进胞内自由铁LIP水平升高，而共同暴露组LIP水平却呈现降低的趋势。Cd暴露造成HEL细胞储铁蛋白表达下降，而PCB77暴露则使得储铁蛋白表达上升。 Cd和PCB77暴露会干扰SMMC-7721细胞能量代谢，表现在降低胞内ATP酶活力及线粒体膜电位，导致ATP含量发生变化；增强果糖-1,6-二磷酸酶（FBP）活性，促进糖异生作用；影响甘油三酯（TG）和胆固醇的含量，造成细胞内脂质代谢紊乱。 本研究将为重金属和持久性有机污染物共同暴露产生的细胞毒性效应提供一定的理论依据和方法学参考。

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摘 要

Abstract

第5章 Cd和PCB77对肝细胞毒性效应与作用类型

第6章 Cd和PCB77对肝细胞能量代谢的影响