长期铅暴露对小鼠胸腺细胞活化后诱导细胞凋亡的影响

为探讨铅暴露对小鼠胸腺T细胞活化后诱导细胞凋亡的影响,将24只健康初断乳21日龄清洁级雄性KM小鼠随机分为4组:对照(蒸馏水)组和低(200 mg·L-1)、中(400 mg·L-1)、高(800 mg·L-1)剂量乙酸铅染毒组,每组6只.采用自由饮水方式进行染毒,连续染毒12周.染毒结束后,分离胸腺细胞,采用脂质体介导法将NFκB、AP-1、NFAT的荧光素酶报告基因转染到胸腺T细胞,刺激48 h后,检测荧光素酶活性.刺激胸腺细胞后,采用流式细胞仪检测凋亡相关膜分子Fas、FasL活性及细胞凋亡率.结果表明,与健康对照组小鼠相比,中、高剂量铅暴露组小鼠胸腺T细胞膜表面Fas及FasL表达明显增强(p＜0.05),细胞凋亡率明显增加(p＜0.05);相对于刺激前,anti-CD3刺激后各组小鼠胸腺T细胞的NFκB、AP-1、NFAT转录活性明显增加(p＜0.05),Fas/FasL的表达明显增强(p＜0.05),细胞凋亡率明显增加(p＜0.05),但相对于刺激后健康对照组,各剂量铅暴露组小鼠胸腺T细胞3种核因子转录活性明显下降(p＜0.05),Fas及FasL表达明显减弱(p＜0.05),细胞凋亡率明显降低(p＜0.05),且随着染铅剂量增加,均呈现下降趋势.     

慢性氟暴露致小鼠海马损伤及L-型钙拮抗剂的干预作用

探讨了慢性氟暴露致小鼠海马损伤及L-型钙通道拮抗剂的干预作用.将140只初断乳ICR雄性小鼠随机分为7组：对照组（C组）、高氟组（HF组,饮用30 mg·L^-1 NaF溶液）、低氟组（LF组,饮用5 mg·L^-1 NaF溶液）、高/低氟+L-型钙通道激动剂组（FPL64176）（HF/LF+FPL）、高/低氟+L-型钙通道拮抗剂组（Nifedipine）（HF/LF+NIF）.染氟6个月,染氟结束前1周,HF/LF+FPL和HF/LF+NIF组分别每天腹腔注射激动剂或拮抗剂（5 mg·kg^-1·d^-1）.用TUNEL法检测小鼠海马CA₁区细胞凋亡水平,用Western Blot法检测细胞膜L-型钙通道Cav1.2、Ca²⁺信号通路分子和下游凋亡调节相关分子蛋白表达水平等.结果表明,与对照组比,HF/LF组小鼠海马组织抗氧化能力显著降低（p<0.05或p<0.01）,细胞凋亡水平极显著上升（p<0.01）,Cav1.2与Bcl-2蛋白表达水平显著下降（p<0.05或p<0.01）,Ca²⁺信号转导通路CaM、CaMKII和促凋亡Bax、Bax/Bcl-2蛋白表达水平显著上升（p<0.05或p<0.01）.注射FPL64176的小鼠海马细胞和上述分子指标的损伤加剧,而注射NIF对海马细胞和上述分子蛋白表达有一定的逆转作用.提示L-型钙离子通道介导了氟暴露致小鼠海马损伤,氟暴露致海马细胞膜L-型钙离子通道Cav1.2蛋白、细胞内Ca²⁺信号转导通路分子和下游凋亡调节相关蛋白表达异常是其分子机制之一,而L-型钙通道拮抗剂NIF可能是一种新型有效的抗氟药物.     

代森锰及其代谢物的神经毒性影响与机制研究

以SH-SY5Y和PC12细胞为实验模型,深入探讨了代森锰(Maneb)及其代谢产物对多巴胺能神经细胞的毒性影响与机制.结果表明,Maneb的有机部分和金属离子成分单独暴露不具有明显的毒性作用,联合暴露具有协同效应,且对细胞活性的抑制程度与同一浓度水平的Maneb相当,其原因与诱导活性氧自由基生成、细胞凋亡相关.此外,蛋白免疫印迹法发现,Maneb下调Bcl-2的表达、上调Bax、细胞色素C的水平,同时激活Caspase-3,提示线粒体凋亡途径在Maneb诱导多巴胺能神经细胞凋亡过程中的重要作用.     

铅诱导的PC12细胞凋亡及caspase-3的激活

用MTT法及TUNEL法检测醋酸铅对PC12细胞活力和凋亡率的影响,并用荧光标记的特异性caspase-3抑制剂来测量caspase-3的激活.结果显示,PC12细胞暴露于浓度为0.1、1、10、100 μmol·L-1的醋酸铅中24 h后,凋亡率和caspase-3的激活显著增加,并具有剂量-效应关系;当铅浓度达到1 μmol·L-1及以上时,细胞活力明显下降.因此可以推论,铅能够诱导PC12细胞发生凋亡,caspase-3的激活可能在这过程中起了非常重要的作用.     

内质网应激在氟暴露致小鼠睾丸损伤中的作用

探讨了内质网应激在亚慢性氟暴露致小鼠睾丸损伤中的作用及分子机制.选用健康初断乳ICR雄性小鼠30只,随机分为对照组（C）、低氟组（LF）和高氟组（HF）,分别饮用自来水、5、30 mg·L^-1氟化钠水溶液90 d.亚慢性氟暴露结束后,以睾丸脏器系数、睾丸组织氧化/抗氧化酶和形态结构、精子质量、睾丸细胞凋亡、葡萄糖调节蛋白78（GRP78）、CCAAT/增强子结合蛋白同源蛋白（CHOP）、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶12（CASPASE-12）、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3（CASPASE-3）为观测点.结果表明,与对照组比,LF组和HF组LDH、SOD、T-AOC活性下降,MDA含量上升,HF组GSH-PX活性下降,差异有统计学意义（p<0.05或p<0.01）;LF组可见细胞层次减少、间隙变大,成熟精子数量减少,HF组细胞溶解、层次紊乱,空泡化严重,少见成熟精子;LF组和HF组小鼠的精子活力降低,HF组小鼠精子数量下降,畸形率上升,差异有统计学意义（p<0.05或p<0.01）;LF组和HF组睾丸细胞凋亡指数上升,差异有统计学意义（p<0.01）;LF组和HF组Grp78、Caspase-12、Caspase-3基因表达水平上升,差异有统计学意义（p<0.05或p<0.01）.结果提示,除氧化应激以外,Caspase-12和Caspase-3基因表达异常可能是氟暴露致小鼠睾丸细胞凋亡异常的分子机制之一.     

纳米氧化锌颗粒物通过氧化应激和离子通道失调诱导大鼠气管上皮细胞凋亡的机理

纳米氧化锌具有广泛的工业用途,其生态安全性受到广泛关注,针对纳米氧化锌诱导的呼吸道细胞毒性及其作用机理研究尚不广泛.本研究分别采用不同浓度和粒径(30 nm和90 nm)的氧化锌颗粒物处理大鼠气管上皮细胞(rat tracheal epithelial cells,RTE cells),暴露时间为12 h,通过检测细胞内锌元素含量,细胞增殖抑制率,细胞凋亡率,凋亡相关caspsae 3基因与蛋白相对表达量,细胞内金属硫蛋白活性,ROS和MDA含量、细胞内Ca~(2+)-ATP酶和Na~+/K~+-ATP酶活性来分析纳米氧化锌诱导细胞毒效应机理.在90 nm纳米氧化锌高浓度暴露时,其细胞内锌元素浓度为0.845μg·L~(-1),约为低浓度暴露组的4.7倍,是30 nm低浓度暴露组的9倍;纳米颗粒物诱导的细胞增殖和凋亡毒效应具有剂量和尺寸依赖效应;30 nm处理组的pro-caspase 3和cleaved-caspase 3蛋白表达量均高于90 nm暴露组;暴露浓度为10 mg·L~(-1)的90 nm处理组的金属硫蛋白增加量为0.533μg·L~(-1),增幅达到46%;不同粒径氧化锌颗粒物处理后,细胞内ROS和MDA含量显著上升,且30 nm处理组结果均高于90 nm处理组;纳米氧化锌颗粒物暴露诱导细胞Ca~(2+)-ATP酶和Na~+/K~+-ATP酶活性显著下降,30 nm氧化锌颗粒物暴露组,其Na~+/K~+-ATP酶活性分别是对照组的1.8倍和3.5倍.纳米氧化锌颗粒物进入RTE细胞,通过干扰锌在细胞内代谢,诱导细胞内ROS和MDA水平升高,产生氧化应激,进而诱导细胞凋亡是导致纳米氧化锌产生细胞毒性的主要原因之一.纳米氧化锌会导致细胞内Ca~(2+)-ATPase和Na~+/K~+-ATPase活性下降,离子通道失调,破坏细胞内离子平衡,进一步造成细胞凋亡.     

镉对鸡垂体Fas和caspase-3 mRNA表达的影响

探讨氯化镉(CdCl2)诱导鸡脑垂体细胞凋亡的发生情况及对凋亡相关基因Fas和caspase-3表达的影响.选择健康50日龄海兰白蛋鸡90只,分为3组,每组30只,以CdCl2含量为0、140、210 mg·kg -1的拌料饲喂,分别于染毒20d、40d和60d时取垂体,用原位末端标记(Tunel)和RT-PCR方法检测细胞凋亡和基因表达情况.实验结果表明,CdCl2作用后可致鸡腺垂体细胞呈现明显的凋亡征象,并可诱导垂体细胞Fas和caspase-3 mRNA表达的增加;在整个试验期的各个时间点2个剂量组的凋亡率和基因表达量与对照组相比差异显著(p<0.01),且随着染镉时间的延长,低剂量组的凋亡率以及Fas、caspase-3 mRNA表达增加较明显.这表明,一定剂量的CdCl2可诱导鸡垂体细胞凋亡,在此过程中Fas和caspase-3 mRNA表达呈现出与凋亡较为一致的趋势.     

柱孢藻毒素对草鱼淋巴细胞毒效应及氧化损伤机理研究

针对淡水水体拟柱孢藻水华产生的柱孢藻毒素,以我国典型食用鱼种草鱼(Ctenophar yngodon idellus)为实验材料,研究了其对鱼体免疫细胞毒效应及机理.结果表明,随着体外暴露剂量的增加,草鱼淋巴细胞活性逐渐降低,暴露24h后100μg·L-1柱孢藻毒素诱导组细胞活性仅为对照组的20%;对诱导组淋巴细胞的DNA检测发现呈现阶梯状电泳的典型细胞凋亡特征;应用流式细胞仪进一步检测了细胞凋亡率,表明1～100μg·L-1柱孢藻毒素均能够诱导细胞凋亡,并且其凋亡毒效应呈现明显的时间-效应和剂量-效应关系;诱导12h后,氧化应激产物活性氧(ROS)和丙二醛(MDA)含量均明显上升,100μg·L-1柱孢藻毒素诱导组ROS含量为对照组的2.5倍,MDA含量为对照组的2倍,诱导24h后,1、10、50和100μg·L-1实验组氧化应激产物含量仍然明显上升,这说明氧化应激是柱孢藻毒素导致草鱼淋巴细胞DNA损伤的重要原因;RT-PCR技术对重要凋亡基因的检测表明,1～100μg·L-1实验组凋亡促进基因Bax表达显著增强(p<0.05),50和100μg·L-1高剂量组凋亡抑制基因Bcl-2表达显著降低(p<0.01).本研究从细胞水平揭示柱孢藻毒素对草鱼免疫细胞具有明显的毒性,该毒效应通过氧化应激介导的DNA损伤表现,凋亡是柱孢藻毒素对草鱼免疫细胞毒性的主要机制.     

DEHP经sirt1/pgc-1a通路诱导的HepG2细胞线粒体损伤效应

为研究邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）是否通过sirt1/pgc-1a通路对细胞产生损伤效应， 通过体外培养HepG2细胞，在1.6， 8， 40， 200， 1000mmol/L DEHP处理24或48h后，采用CCK-8测定细胞活力，ATP试剂盒检测细胞内ATP含量，NO试剂盒检测细胞上清NO含量，ELISA试剂盒检测细胞上清炎症因子TNF-a、IL-6的含量；同时在DEHP作用于HepG2细胞24或48h后，用Western blot检测线粒体调控基因sirt1、pgc-1a，nrf1、tfam的蛋白表达.结果表明：不同浓度的DEHP处理24， 48h后，细胞活力在高剂量都呈显著下降趋势.DEHP能引起ATP含量的显著下降、炎症因子含量的显著提高，但NO含量无显著变化.4种线粒体调控基因的蛋白表达水平sirt1、pgc-1a，nrf1、tfam在24h时无显著变化.而在48h时，随着剂量增加蛋白含量呈上升后下降趋势，并且sirt1在8mmol/L呈显著上升趋势，随后每个蛋白都在1000mmol/L显著下降（P < 0.05）.DEHP能引起HepG2细胞氧化应激，并通过影响sirt1/pgc-1a信号通路表达来影响线粒体生物合成从而造成细胞损伤.     

正常肝细胞和肝癌细胞对镉暴露毒性响应差异分析

正常肝细胞和肝癌细胞存在诸多生理特征差异,为探讨两种不同类型的肝细胞对镉（Cd）暴露毒性响应的差异,该研究分析了正常肝细胞系（HL-7702）和肝癌细胞系（HepG2）Cd暴露后在细胞活力、形态、凋亡及凋亡相关基因表达等方面的响应差异.结果表明:当Cd浓度为1 mg/L时,HL-7702细胞活力降至65%,而HepG2细胞活力未受到明显影响,且HL-7702细胞和HepG2细胞对Cd暴露的半数致死浓度(LC₅₀)分别为1.9和2.4 mg/L,说明正常肝细胞较肝癌细胞在细胞活力方面更为敏感. Cd暴露均会诱发两种细胞凋亡,但在0.25 mg/L的Cd暴露下,HepG2细胞凋亡率显著高于HL-7702细胞,说明正常肝细胞抗凋亡能力显著高于肝癌细胞.不同细胞中Cd诱发凋亡的分子途径不同,在HL-7702细胞中镉主要通过上调Caspase-3和下调Bcl-2基因的表达来诱导细胞凋亡,而在HepG2细胞中则主要通过上调Caspase-3基因来诱导细胞凋亡.研究显示,正常肝细胞和肝癌细胞对Cd暴露的毒性响应差异较大,采用人正常肝细胞比肝癌细胞更能准确评估重金属的肝毒性.     

Mechanism of Deca-BDE-induced apoptosis in Neuro-2a cells: Role of death-receptor pathway and reactive oxygen species-mediated mitochondrial pathway

Decabromodiphenyl ether (BDE-209) is a prevalent polybrominated diphenyl ether (PBDE) congener known to have neurotoxicity. Effects of BDE-209 on Neuro-2a cells were performed in the present study and the possible apoptotic pathway was discussed. Results indicated that BDE-209 induced Neuro-2a cell apoptosis, increased the protein expression of Fas and Fas-associated death domain-containing protein (FADD) and activated the caspase-8 and -3 activities in a concentration-dependent manner, inferring the death-receptor pathway was involved in the apoptotic process. Meanwhile, BDE-209 exposure increased the Bax/Bcl-2 ratio and decreased the cellular mitochondrial membrane potential (MMP) which led to cytochrome C released to the cytoplasm. The intracellular caspase-9 was elevated simultaneously, which caused downstream caspase cascade and triggered cell apoptosis. Moreover, BDE-209 exposure increased cellular reactive oxygen species (ROS) level in a concentration-dependent manner and the addition of N-acetyl-l-cysteine (NAC), known as ROS scavengers, obviously reduced the apoptotic rate and a positive relationship was observed between the degree of apoptosis blocking and the loss of MMP and ROS production. We thus concluded that BDE-209 induced Neuro-2a cell apoptosis via the combination of the death-receptor signaling pathway and the mitochondrial signaling pathway. The elevated ROS production was considered to magnify the intracellular apoptosis signal and played a crucial role in apoptosis of Neuro-2a cells induced by BDE-209.     

离子选择性电极法对氟离子吸附反应动力学的研究

尝试建立了一种利用双离子选择性电极法测定土壤对氟离子吸附动力学的新方法.     

PM2.5暴露对肺AQP1表达的影响研究

为研究肺水通道蛋白1（AQP1）在PM_2.5暴露引起肺损伤中的作用,本文首先在细胞水平上检测了PM_2.5暴露对肺上皮细胞A549的细胞存活率、细胞AQP1的mRNA和蛋白表达变化,以及AQP1在细胞内的表达定位的影响.另外,将10只雄性SD大鼠随机分为2组：对照组和PM _2.5染毒组（1.5 mg·kg^-1体重）,每组5只,采用气管滴注法染毒,每隔1 d染毒1次,共2周,制备PM_2.5暴露大鼠模型,进一步观察PM_2.5暴露对大鼠肺AQP1表达及肺组织损伤的影响情况.结果显示,PM_2.5暴露可引起肺上皮细胞A549形态异常和存活率降低.PM_2.5暴露后的24 h内A549细胞的AQP1 mRNA及蛋白相对表达水平先升高,并在暴露后的12 h内达到最高水平,然后有所下降;免疫荧光结果也证实AQP1蛋白在PM_2.5暴露后表达水平升高,并呈现从细胞质向细胞膜定位的过程;用PM_2.5暴露处理SD大鼠肺组织中AQP1表达亦显著增加,并且肺组织出现肺泡隔增厚,并有广泛的水肿充血及炎症细胞浸润.总之,PM_2.5暴露可诱导A549细胞及大鼠肺组织内AQP1的表达升高,可能参与PM_2.5暴露引起的肺病理性损伤过程.