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.     

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.     

微囊藻毒素LR对BRL-3A凋亡相关蛋白表达的影响

用蛋白印迹法研究了微囊藻毒素LR(MCLR)暴露时大鼠BRL-3A细胞p53、Bcl-2和Bax的表达情况.结果表明,与对照组相比,各实验组p53和Bax表达均明显升高.除了10nmol/L LR暴露1h实验组外,其它实验组Bcl-2表达均下降.在低浓度组(10nmol/L),随暴露时间的延长,p53和Bax表达逐渐升高,Bcl-2表达逐渐下降,而在中浓度(100nmol/L)和高浓度组(1000nmol/L),蛋白表达与暴露时间的一致性没有低浓度组(10nmol/L)明显.表明p53、Bcl-2和Bax在MCLR诱导的细胞凋亡中可能起重要作用.     

Cr(Ⅵ)染毒对小鼠肝脏细胞凋亡以及凋亡相关蛋白的影响

为研究六价铬(Cr(Ⅵ))对生物体的细胞凋亡以及凋亡相关蛋白的改变,用0、25、50和100 mg·kg-1的重铬酸钾(K2Cr2O7)对小鼠进行1d或持续5 d灌胃,检测肝脏细胞凋亡以及p53、Bcl-2、Bax蛋白表达水平和caspase-3酶的激活.实验结果显示,Cr(Ⅵ)染毒1 d或5 d后,小鼠肝细胞凋亡率随染毒剂量的增加而增加,并呈明显的剂量-反应关系;p53、Bax蛋白表达升高,Bcl-2蛋白表达下降,easpase-3酶激活增加,且p53、Bcl-2蛋白表达水平和caspase-3酶激活水平在100mg·kg-1剂量组的2个染毒时间段与对照组相比均具有显著性差异,Bax蛋白表达水平仅在100 mg·kg-1染毒5 d的实验组与对照组相比具有显著性差异.结果表明,Cr(Ⅵ)能诱导小鼠肝脏细胞凋亡,p53、Bcl-2、Bax和caspase-3在这个过程中可能起重要作用.     

三丁基锡对正常人胚胎羊膜细胞凋亡的诱导作用

为了探讨三丁基锡(TBT,tributyltin)对正常人羊膜细胞FL(humanamnioticcells)凋亡的诱导作用,进行了流式细胞仪PIAnnexinⅤ双染色检测TBT对FL细胞凋亡的诱导作用,并采用荧光染料FITC标记的特异性的caspase3的抑制剂检测活细胞中caspase3的酶活性.实验结果表明,0、1、2、3、4μmol·L-1浓度的三丁基锡作用于FL细胞2h后,细胞凋亡率和细胞中caspase3酶活性都明显升高,且有良好的剂量效应关系.表明三丁基锡在一定浓度和暴露时间下能够诱导FL细胞的凋亡,而且在此过程中,caspase3起重要作用.     

微囊藻毒素导致鲫鱼淋巴细胞凋亡的研究

采用离体细胞培养诱导方法,以鲫鱼(Garassiusauratus)为实验材料,研究了两种微囊藻毒素microcystinLR(MCLR)和microcystinRR(MCRR)在低浓度下(1nmol·L-1,5nmol·L-1和10nmol·L-1)对鲫鱼淋巴细胞的毒性效应.结果表明,鲫鱼淋巴细胞分别经两种微囊藻毒素体外诱导2h后,出现细胞核固缩的典型细胞凋亡形态学特征;琼脂糖凝胶电泳检测到明显的细胞凋亡的生物化学特征梯状DNA(DNAladder);并且两种藻毒素诱导的细胞凋亡呈时间和剂量效应关系.该研究表明微囊藻毒素可导致鱼类淋巴细胞产生凋亡,因而可能影响鱼类免疫功能.     

滇池沉积物菌群对微囊藻毒素的厌氧生物降解

好氧微生物降解已经被证明是微囊藻毒素(MC)自然转化的主要途径,但是厌氧降解的作用尚不明确.为了揭示这一降解过程,研究了滇池沉积物中混合菌群在厌氧条件下对MCLR的降解能力,并考察了环境因素和外加营养源对该过程的影响.结果表明,厌氧条件下MCLR在2 d内从5 mg/L迅速降解到检测限以下,说明该菌群在厌氧条件下对MCLR具有较强的降解能力,并且可以利用MCLR作为唯一氮源.在实验温度范围内,MCLR的降解速率随着温度的升高而增大.酸性条件下MCLR的厌氧降解缓慢(pH=5.0)甚至停止(pH=3.0),而中性(pH=7.0)和碱性(pH为9.0、11.0)条件下降解速率没有显著差异.单独添加葡萄糖可以产生酸性物质而使体系的pH下降,从而抑制MCLR的降解,但是同时添加硝酸盐可以消除这一影响.单独添加硝酸盐对MCLR的厌氧降解也有显著的抑制作用,说明硝酸根在这一过程中未被MCLR厌氧降解菌用作最终电子受体.以上结果表明,厌氧降解可能是沉积物中MCLR转化的另一重要途径,该过程在MCLR污染治理方面具有潜在的应用价值.     

乙酸铅对PC12细胞形态的影响

为了从形态学角度研究铅诱导细胞凋亡的机制,用100 μmol·L-1乙酸铅对PC12细胞进行染毒24 h,检测细胞整体形态、细胞骨架和细胞超微结构的改变.实验结果显示:乙酸铅染毒24 h后.细胞整体形态和细胞骨架无明显改变.但电子显微镜下已出现细胞核固缩;线粒体肿胀、正常结构消失并伴有空泡化;胞内出现鼓泡等现象.结合前期研究结果,推测线粒体在铅诱导细胞凋亡中起了重要作用.而细胞骨架不参与此过程.     

NO参与亚砷酸钠诱导酵母细胞死亡的调控

以模式生物酵母细胞为材料,研究亚砷酸钠胁迫对细胞死亡率和胞内NO水平的影响,以探讨NO在砷诱导细胞死亡中的作用.结果显示,浓度为1～7mmol·L-1的亚砷酸钠可降低酵母细胞活性,诱导细胞死亡,随着处理浓度的升高和作用时间的延长,细胞死亡率增高;死细胞出现核固缩和核降解等凋亡特征;凋亡抑制剂Z-Asp-CH2-DCB(2"mol·L-1)与3mmol·L-1亚砷酸钠共同作用后,酵母细胞死亡率下降.在亚砷酸钠胁迫的过程中,酵母细胞内NO水平升高;一定浓度的NO清除剂c-PTIO(0.2mmol·L-1)或NO生成抑制剂NaN3(1mmol·L-1)均可降低亚砷酸钠引起的酵母细胞死亡率.结果表明,砷胁迫诱导的胞内NO升高是酵母细胞死亡的一个诱因,亚砷酸钠诱发的酵母细胞死亡中可能存在细胞凋亡过程.     

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.     

Modulation of the DNA repair system and ATR-p53 mediated apoptosis is relevant for tributyltininduced genotoxic effects in human hepatoma G2 cells

The toxic effects of tributyltin (TBT) have been extensively documented in several types of cells, but the molecular mechanisms related to the genotoxic effects of TBT have still not been fully elucidated. Our study showed that exposure of human hepatoma G2 cells to 1-4 μmol/L TBT for 3 hr caused severe DNA damage in a concentration-dependent manner. Moreover, the expression levels of key DNA damage sensor genes such as the replication factor C, proliferating cell nuclear antigen and poly (ADP-ribose) polymerase-1 were inhabited in a concentration-dependent manner. We further demonstrated that TBT induced cell apoptosis via the p53-mediated pathway, which was most likely activated by the ataxia telangiectasia mutated and rad-3 related (ATR) protein kinase. The results also showed that cytochrome c, caspase-3, caspase-8, caspase-9, and the B-cell lymphoma 2 were involved in this process. Taken together, we demonstrated for the first time that the inhibition of the DNA repair system might be more responsible for TBT-induced genotoxic effects in cells. Then the generated DNA damage induced by TBT initiated ATR-p53-mediated apoptosis.     

鱼肉结合态MCLR的亚慢性毒性研究

为了揭示含有微囊藻毒素水产品的食用安全性,以雄性BALB/C小鼠为模式生物,通过为期13周的灌胃染毒实验,研究了鱼肉结合态MCLR对小鼠的亚慢性毒性作用,并与水溶态MCLR的毒性进行了对比.结果表明,68.75 μg/kg (以单位体重计)剂量水溶态MCLR可引起小鼠肝脏显著系数增加（P＜0.05）,ALT、AST活性增强（P＜0.01）,引起肝细胞出现有空泡状病变;而肾脏酶学指标BUN、Cr及肾脏组织病理学观察均未发现明显异常;与之相比,同剂量鱼肉结合态MCLR对小鼠各项指标的影响并不明显,仅在实验第1周出现小鼠肝脏肿大（P＜0.05）、ALT活性增强(P＜0.01).由此推断,鱼肉结合态MCLR的毒性低于水溶态MCLR.     

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.     

对苯二酚抑制铜绿微囊藻生长下藻毒素的产生与释放

选用对苯二酚,根据其抑藻的剂量效应关系,研究了铜绿微囊藻在不同抑制条件下,即投加剂量为EC20、EC50、EC70、EC90、EC99时,藻毒素Microcystin-LR(MCLR)的产生与释放,并通过测定总有机碳和三维荧光光谱,研究了细胞内有机物的释放状况.结果表明,EC20作用下,藻毒素的产生受到抑制,总MCLR约为对照样的72.4%~83.0%;在EC50~EC99作用下,藻细胞受到刺激,毒素产量明显增加,总MCLR可升至对照样的1.77~3.13倍,且在EC70~EC99作用下,胞内毒素大部分释放于胞外.细胞释放的其它有机物主要是类腐殖酸和类富里酸,但并不稳定,6 d后,发生了明显的降解与转化.     

微囊藻毒素含量与自然水体环境影响因子的相关性

研究了太湖流域湖州段、杭州市贴沙河和某水华池塘等自然水体的微囊藻毒素水平,利用相关性分析、主成分分析、聚类分析等统计方法,探讨了自然水体中微囊藻毒素MCLR和MCRR与环境影响因子的相关性.结果表明,3处水体的微囊藻毒素MCLR水平为0.049～12.30μg/L,MCRR为0.032～7.90μg/L,底层水中微囊藻毒素的含量显著高于表层水;水体中MCLR的平均浓度与TN、NH₄⁺-N、NO₂^--N和TP呈显著正相关(p<0.01),与水温、DO和氮磷比呈显著负相关(p<0.01),MCRR的平均浓度与NO₃^--N和氮磷比呈显著正相关(p<0.01),与pH、DOC、高锰酸盐指数、光密度呈显著负相关(p<0.01);TP和NO₂^--N是影响MCLR生物合成的主导因子,NO₃^--N和氮磷比是影响MCRR生物合成的重要因子;NO₂^--N和NO₃^--N可能分别是MCLR和MCRR生物合成中利用的主要无机氮源.     

HepG2细胞对垃圾渗滤液经SND/UF/RO处理前后的毒性评估

垃圾渗滤液含有高浓度难降解毒性污染物及致癌、致诱变和致畸物质,其较为成熟的处理工艺主要有硝化反硝化（SND）、超滤（UF）和反渗透（RO）等.目前,关于SND/UF/RO技术对渗滤液处理前后的毒性降低情况尤其与细胞凋亡相关的研究较缺乏,故本文选用HepG2细胞为评价对象,研究经SND/UF/RO处理前后垃圾渗滤液的细胞毒性、遗传毒性.细胞毒性结果表明,经SND/UF/RO处理后,暴露在浓度为30%渗滤液中HepG2细胞活力从38.3%上升至88.4%;同时,凋亡试验和细胞周期分析表明,经SND/UF/RO处理后的出水清液无法诱导细胞发生凋亡,但可将细胞阻滞在G2期诱导细胞内染色体畸变.这是由于出水清液对HepG2细胞有明显的氧化损伤,但渗滤液原液可诱导细胞凋亡且阻滞细胞停留在S期而影响其增殖.微核试验数据显示,出水清液的遗传毒性是阴性对照组的2倍,彗星实验佐证了出水清液对细胞内DNA有微弱损伤.实验表明,SND/UF/RO工艺可将垃圾渗滤液原液的毒性减少约95%,出水清液仍具有微弱的细胞毒性和遗传毒性.因此,需对经SND/UF/RO处理后的排放液毒性高度重视.     

藻毒素复合污染对鱼体的免疫毒性研究

针对水体富营养化问题,通过单一暴露和联合暴露方式研究两种MCs四种暴露剂量（0．1,1,10,100μg／L）下对鱼体的免疫毒效应。结果发现,不同剂量MCLR和MCRR单一暴露都能使鲫鱼淋巴细胞发生死亡,呈现明显的剂量效应和时间效应关系。且MCLR对鱼体的毒性相对McRR要更显著;MCLR和McRR复合暴露对鱼体淋巴细胞的毒性效应表现为协同作用,且随着毒素浓度的增加,其毒性效应差异显著性也随之升高,故而鱼体的免疫系统造成重大的影响,因此应当加强控制藻毒素在水体中的复合污染。     

[C8mim]Cl对HepG2细胞凋亡和内质网应激通路的影响

为研究离子液体氯化1-辛基-3-甲基咪唑（[C₈mim]Cl）是否通过内质网应激（ERS）通路诱导细胞凋亡,在MTT法检测细胞活力的基础上,用0,50,100,200μmol/L[C₈mim]Cl处理HepG2细胞24h后,采用流式细胞仪检测细胞凋亡,western blot检测ERS通路相关蛋白表达.结果显示：[C₈mim]Cl处理后HepG2细胞凋亡呈浓度依赖性增高.ERS相关蛋白葡萄糖调节蛋白78（GRP78）、磷酸化RNA依赖的蛋白激酶样内质网激酶（p-PERK）、磷酸化真核起始因子2α（p-eIF2α）、磷酸化肌醇需求酶-1（p-IRE1）、激活转录因子4（ATF4）和ATF6显著上调.[C₈mim]Cl还显著诱导了C/EBP同源蛋白（CHOP）和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶4（caspase 4）蛋白表达,促进了caspase 9和caspase 3活性升高.因此,[C₈mim]Cl可通过ERS通路诱导HepG2细胞凋亡.     

硫丹致生精细胞凋亡及其机制研究

即将列入持久性有机污染物(persistent organic pollutants,POPs)的硫丹对生物体的影响已经成为国际关注的焦点.为探讨硫丹对生精细胞凋亡影响及机制,以7.0、3.5和1.75 mg/kg剂量灌胃,连续染毒小鼠28 d.采用激光共聚焦扫描显微镜观察到染毒组小鼠凋亡的生精细胞形态学特征,二苯胺法测定到各染毒组DNA降解率显著升高(p＜0.01).利用Fluo-3能特异性地与细胞内钙离子结合并激发产生激光的特性,采用激光共聚焦扫描显微镜观察到染毒后小鼠生精细胞内游离钙离子浓度升高(p＜0.01).紫外分光光度法检测到生精细胞Na K -ATPase及Ca2 Mg2 -ATPase活力显著下降(p＜0.01),结果硫丹可诱导睾丸生精细胞凋亡.说明硫丹可抑制Na K -ATPase及Ca2 Mg2 -ATPase活力,使细胞膜主动转运Ca2 的功能受限,细胞的排钙能力降低,导致细胞内Ca2 浓度持续升高,即细胞钙超载,继发细胞钙稳态失衡.