溴酸鉀對HepG2細胞的遺傳毒性及氧化應激機制的研究.pdf

1、前言:溴酸鉀(potassium bromate,PB)是飲用水臭氧消毒的副產物,在食品工業(yè)中曾廣泛用作面粉處理劑,用來改善面粉的品質。因此,PB主要通過飲食而被人體攝入。鑒于研究發(fā)現PB存在致突變性和致癌性,我國和其他一些國家已禁止將其作為面粉處理劑繼續(xù)應用。2007年7月1日實施的《生活飲用水衛(wèi)生標準》中,我國首次將溴酸鹽納入飲用水國家標準,規(guī)定在使用臭氧消毒時,水質溴酸鹽含量的限值為0.01毫克/升,與世界衛(wèi)生組織的制定標準一致。

2、
　　 國際癌癥研究機構(International Agency for Research on Cancer,IARC)早在1987年就將PB歸為2B類致癌物。PB是一種可增加人類患癌癥風險的化學物。此外,有研究發(fā)現顯示PB具有遺傳毒性,但有關遺傳毒性機制的研究不多。研究表明,PB可導致細胞中活性氧類(ROS)生成增多,也能引起細胞內主要的抗氧化物質——還原型谷胱甘肽(GSH)含量降低。另外,有研究發(fā)現,溶酶體膜穩(wěn)定性改變和

3、線粒體膜電位變化也與遺傳毒性機制有關。因此,我們研究了PB遺傳毒性與細胞內ROS與GSH含量以及溶酶體線粒體的關系,旨在探討PB遺傳毒性的氧化應激機制。PB經消化道途徑進入體內,肝臟作為PB代謝的最初部位,因此本研究選用人肝癌細胞系(HepG2)作為試驗系統(tǒng)。HepG2細胞保留了人類正常肝實質細胞的許多功能,還保留了生物轉化Ⅰ相酶和Ⅱ相酶的活性,被認為是檢測外來化合物遺傳毒性的理想細胞系。
　　 本研究選用HepG2細胞,研究P

4、B的遺傳毒性及氧化性DNA損傷的機制,為進一步評估PB對人類的危害提供實驗資料。
　　 方法:以HepG2細胞作為試驗系統(tǒng)。通過單細胞凝膠電泳(SCGE)試驗及微核試驗(MNT)檢測細胞DNA和染色體損傷情況,評價PB的遺傳毒性。為探討其可能的遺傳毒性機制,以2’,7’—二氫二氯熒光素(DCFH)法和苯二醛(OPT)分別測定細胞內ROS以及GSH水平,采用DL—甲硫氨酸磺酰亞胺(BSO)和羥基酪醇(HT)干預法觀察細胞內GSH水

5、平對PB所致的DNA與染色體損傷效應的影響,用吖啶橙(Acridine orange)和羅丹明123(Rhodamine123)分別測定細胞內溶酶體膜穩(wěn)定性和線粒體膜電位的改變水平,以免疫組化方法檢測細胞內8-羥基脫氧鳥苷(8-OHdG)的表達水平。實驗結果用SPSS v11.5統(tǒng)計軟件包進行統(tǒng)計分析。
　　 結果:1.56mM-12.5mM的PB作用于HepG2細胞1h后,引起細胞DNA鏈斷裂,形成彗星樣脫尾,尾長、尾DNA含

6、量及尾距均明顯大于未用PB處理的細胞。而相同劑量梯度下的PB接觸細胞40min,與未用PB處理細胞比較,未見有統(tǒng)計學意義的差別。12.5μM-50μM的HT預處理后,12.5mM的PB接觸HepG2細胞1h,不同劑量HT干預組形成的彗星樣脫尾,尾長、尾DNA含量及尾距均明顯小于未用HT處理的細胞。0.12mM-1mM的PB作用于HepG2細胞24h可引起細胞微核率顯著升高。采用150μM的BSO預處理HepG2細胞20h,以耗竭細胞內G

7、SH,可明顯增強PB對HepG2細胞DNA及染色體的損傷,且呈劑量依賴關系。采用50μM HT可提高細胞內GSH水平,并可明顯地降低PB對HepG2細胞的染色體損傷效應。PB作用于HepG2細胞可引起細胞內ROS表達水平的明顯增加以及細胞內GSH的耗竭,PB的作用劑量分別12.5mM和1.56mM-12.5mM。6.25mM-12.5mM的PB作用于HepG2細胞3h后,細胞內8-OHdG水平的表達增強,與對照組比較,有明顯差別。6.2

8、5mM-12.5mM的PB作用于HepG2細胞可引起細胞內溶酶體膜穩(wěn)定性明顯改變。而1.56mM-12.5mM的PB作用細胞后檢測細胞內線粒體膜電位的變化,則未見明顯改變。
　　 結論:PB可引起HepG2細胞DNA損傷和染色體損傷,提示PB具有遺傳毒性。PB引起8-OHdG形成增強,表明PB引起的DNA損傷為氧化性損傷。PB引起細胞內ROS增高,GSH耗竭,8-OHdG的形成增強以及溶酶體膜穩(wěn)定性改變,表明PB引起遺傳毒性的機