多氯联苯126预先染毒对苯并[a]芘遗传毒性的影响及其代谢酶的作用

摘要

多氯联苯(PCBs)是一类颇受关注的持久性有机污染物（POPs)，对P450 酶的诱导是其重要的生物效应特征。P450 酶在多环芳烃等外源性化合物的代谢活化过程中扮演重要角色。研究显示PCBs和多环芳烃常共存于多种环境介质和人体生物样本中，因此研究PCBs和多环芳烃的联合作用具有现实意义。PCB126(3,3',4,4',5–pentachlorobipheny)被认为是最具毒性的PCBs 之一，对P450 酶有很强的诱导能力，B(a)P 是第一个被发现的环境致癌物和多环芳烃致癌物，常被做为多环芳烃化合物的代表。鉴于P450 酶在B(a)P代谢活化过程中扮演的重要角色，PCB126是否能通过诱导代谢酶的活化从而增强B(a)P 对机体的遗传毒性呢？本文采用PCB126 预染毒，然后再和B(a)P 联合染毒的方式，探讨环境中共存的这两种污染物是否会比B(a)P 单独存在造成更强的遗传损伤，而毒性的增强是否归因于PCBs 可诱导代谢酶这一特性。 本文以来源于人类的代谢酶完全的人肝肿瘤细胞株HepG2为靶细胞，设PCB126 三个剂量（0.01、0.1、1nmol/L），B(a)P 两个剂量（12.5、25μmol/L），设二甲基亚砜（DMSO）为溶剂对照，将HepG2细胞经PCB126 预染毒48h 后，再与B(a)P 联合染毒24h。通过荧光分光光度法测定各组细胞Ⅰ相代谢酶CYP1A1、CYP2B 活性；并采用胞质分裂阻滞法微核实验（CBMNT）分析各组细胞的微核率（MN‰），并计算核分裂指数（NDI），以此探讨PCB126 对B(a)P致HepG2细胞遗传损伤的影响及其代谢酶机制。 本文获得的研究结果如下： ①CYP1A1 酶活性（以CYP1A1 标志酶EROD 活性表示）：与DMSO 溶剂对照相比，12.5μmol/L的B(a)P 单独作用不引起HepG2细胞EROD 活性显著增高，而25μmol/L的B(a)P 可使EROD 活性显著增高；与B(a)P（12.5、25μmol/L）单独作用相比，相同剂量的B(a)P 经各浓度PCB126预染毒后所诱导的EROD 均显著升高，且随PCB126 预染毒浓度的增加而增加。 ②CYP2B 酶活性（以CYP2B 标志酶PROD 活性表示）：与DMSO 溶剂对照相比，12.5μmol/L的B(a)P 单独作用不引起HepG2细胞PROD 活性显著增高，而25μmol/L的B(a)P 可使PROD 活性显著增高；与12.5μmol/L的B(a)P 单独作用相比，相同剂量的B(a)P 经各浓度PCB126 预染毒后所诱导的PROD 均显著升高，且随PCB126 预染毒浓度的增加而增加；与25μmol/L的B(a)P 单独作用相比，相同剂量的B(a)P 经各浓度PCB126预染毒后所诱导的PROD 无显著变化。 ③微核诱导:与DMSO 溶剂对照相比，12.5、25μmol/L的B(a)P 单独作用诱导的微核率均显著升高；12.5μmol/L的B(a)P 所诱发的微核率随PCB126 预染毒浓度的升高而升高，在PCB126 预染毒浓度为0.1、1nmol/L时，B(a)P 所诱导的微核率与相应浓度的B(a)P 单独作用相比有统计学意义的升高；25μmol/L的B(a)P 所诱发的微核率也随PCB126 预染毒浓度的升高而明显升高，在PCB126 预染毒浓度为0.01、0.1、1nmol/L时，B(a)P 所诱导的微核率与相应浓度的B(a)P 单独作用相比有统计学意义的升高。 ④核分裂指数（NDI）:与DMSO 溶剂对照相比，12.5、25μmol/L的B(a)P 单独作用均引起NDI 显著降低；与12.5μmol/L的B(a)P 单独作用相比，相同剂量的B(a)P经各浓度PCB126 预染毒后均引起NDI 显著降低；与25μmol/L的B(a)P 单独作用相比，相同剂量的B(a)P 经各浓度PCB126 预染毒后引起的NDI无统计学差异。 综上所述，一定剂量的PCB126 能使B(a)P 诱导的HepG2细胞DNA 损伤作用显著增强，表明PCB126 对B(a)P的遗传毒性作用具有一定的协同效应。鉴于该剂量的PCB126 预处理可使CYP1A1和CYP2B1 酶活性显著升高，且酶活性和微核的变化呈现良好的相关性，提示PCB126 增强B(a)P的DNA 损伤作用可能与其诱导了Ⅰ相代谢酶活性有关。