硫酸铟遗传毒性机制及Vc拮抗作用的研究

摘要

目的:铟(indium,In)是一种稀散金属元素,因其具有独特的物理和化学性能,近年来已经被广泛地应用,成为现代电子工业中必不可少的功能材料之一。吸收入血的铟迅速转运到软组织和骨骼。胶体状的铟被白细胞吞噬后送到肝和脾的网状内皮系统。进入体内的铟主要经尿及粪从体内排出,其经尿排泄过程可分两个时期开始为快排泄期,大约为20天,然后则为长时间的缓慢排泄期,可达数月或数年。铟的可溶性化合物都是有毒的,硫酸铟(indiumsulfate)是具有代表性的铟的可溶性化合物,是铟冶炼作业过程中工人接触的主要职业危害因素之一。
　　 本实验旨在研究体外实验条件下硫酸铟对V79细胞DNA和染色体的损伤效应,探讨硫酸铟的遗传毒性,并从细胞内活性氧(ROS)的释放和线粒体膜电位(△ψm)变化方面研究硫酸铟引起V79细胞损伤的机制以及维生素C(Vc)对该损伤的拮抗作用,以寻找有效的拮抗剂,为今后做好铟环境暴露的预防工作,保护职业接触人群提供部分相关资料。
　　 方法:本研究分为三个部分。第一部分:以V79细胞为研究对象,通过MTT法研究硫酸铟对细胞的一般毒性,观察不同浓度硫酸铟染毒不同时间时细胞存活率的变化,并了解浓度-时间-毒性效应之间的关系,为后期深入研究提供理论依据；第二部分:在第一部分确定的硫酸铟染毒剂量范围内,观察不同时间,不同浓度下硫酸铟对细胞内DNA及染色体的影响,用单细胞凝胶电泳(SCGE)技术,观察硫酸铟对V79细胞DNA的损伤情况,并计算微核率和微核细胞比率,观察硫酸铟对V79细胞染色体的影响；第三部分:在第二部分的基础上,从细胞内活性氧(ROS)的释放和线粒体膜电位(△ψm)变化方面深入探讨硫酸铟致DNA和染色体损伤的作用机制,并研究Vc的拮抗作用,观察在Vc存在的条件下,硫酸铟对V79细胞DNA损伤的变化。
　　 结果:硫酸铟从0.5 mmol／L开始即对V79细胞生长产生抑制作用,细胞存活率呈浓度-时间依赖性降低,当硫酸铟浓度为1mmol／L时,V79细胞开始发生形态学改变,浓度为8mmol／L时,细胞存活率大幅度降低。在硫酸铟作用下,细胞内DNA出现损伤,拖尾率,Tail DNA％,尾长,Olive尾矩随染毒浓度增大而增加,同时染色体出现变化,细胞微核率和微核细胞比率也随染毒浓度增大而增加；在硫酸铟的作用下,细胞内活性氧(ROS)增多,线粒体膜电位(△ψm)下降,两者与硫酸铟浓度呈剂量-效应关系；一定浓度的Vc在一定程度上拮抗硫酸铟引起的V79细胞DNA损伤,可能与拮抗硫酸铟所致V79细胞内ROS增加和Δψm下降有关。
　　 结论:本研究结果显示:硫酸铟低浓度、短时间染毒即可明显抑制V79细胞增殖；硫酸铟可以引起V79细胞DNA和染色体的改变,具有明显的遗传毒性；硫酸铟引起V79细胞内ROS增加和Δψm下降,表明硫酸铟能通过氧化作用,损伤V79细胞DNA结构,以及影响细胞内线粒体的稳定性,造成细胞凋亡。一定浓度的Vc可以在一定程度上拮抗硫酸铟引起的细胞内ROS的增加和△ψm的下降,拮抗DNA损伤效应。综合结果,本文认为硫酸铟通过增加细胞内活性氧的释放,破坏细胞DNA和染色体的正常结构,同时引起细胞内线粒体膜电位下降,破坏线粒体的稳定性,导致细胞损伤,具有明显的遗传毒性。