锰诱导BV2细胞炎症活化与线粒体自噬有关

目的:探究锰诱导的BV2细胞炎症活化是否与线粒体自噬有关。方法:小鼠小胶质细胞BV2予以不同浓度锰暴露(0μmol/L、50μmol/L、100μmol/L)12 h,并以1μg/mL脂多糖(LPS)为阳性对照组;刃天青法检测细胞活性;荧光探针检测溶酶体数量及荧光强度变化;透射电镜观察自噬变化;共聚焦显微镜观察溶酶体和线粒体荧光共定位的程度;蛋白免疫印迹(western blotting)实验检测不同浓度锰暴露12 h后细胞炎症蛋白NLRP3、自噬相关蛋白(p62、LC3-Ⅱ/Ⅰ)以及线粒体外膜蛋白VDAC1的表达水平;线粒体自噬抑制剂巴弗洛霉素A1预处理验证锰暴露对自噬流及上述炎症标志蛋白表达的影响。结果:BV2细胞染锰浓度≥50μmol/L时,BV2细胞存活率下降,NLRP3表达上调(P<0.01),溶酶体数量及与线粒体共定位显著增加(P<0.05);锰暴露组VDAC1和自噬标志蛋白LC3-Ⅱ/Ⅰ的蛋白表达水平下降,p62的蛋白表达水平升高(P<0.05);巴弗洛霉素A1预处理后,显著逆转除p62外的其他自噬标记蛋白表达(P<0.05)。结论:50~100μmol/L染毒剂量下,锰诱导BV2细胞炎症活化和线粒体自噬增加;巴弗洛霉素A1抑制线粒体自噬可促进锰暴露诱导的BV2细胞炎症活化。

树鼩自发性乳腺癌的代谢组学分析

目的:探讨树鼩自发乳腺癌发生过程中的代谢变化,研究机体代谢物质的改变与肿瘤的发生、发展过程密切相关。方法:使用气相色谱—飞行时间质谱联用技术(GC-TOFMS)对血清代谢物进行非靶向测定,鉴定标注检测得到的代谢物,并进行代谢组学分析。结果:血清代谢组学发现14种代谢物浓度发生显著改变,与对照组相比,乳腺癌组中核糖酸,γ-内酯代谢物浓度显著上升,脯氨酸、苏氨酸、1,5-脱水葡萄糖醇、丝氨酸、花生四烯酸、肌酸等13种代谢物浓度显著下降。京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路分析发现,花生四烯酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢这两个代谢通路发生显著改变。结论:自发乳腺癌树鼩血清中脯氨酸、肌酸、花生四烯酸等代谢物含量与正常树鼩相比有显著差异,通路分析提示精氨酸和脯氨酸代谢及花生四烯酸代谢途径极有可能影响乳腺癌的发生发展。

重金属复合暴露健康效应的研究进展

金属在自然界中普遍存在,地壳自然运动和人类工业活动使金属在环境中的浓度越来越高。重金属的半衰期长,在环境中存在的时间久,人们就有可能从被污染的食物、水和空气中摄入重金属。中国一般人群全血中铅的含量为34.9μg/L,镉为0.49μg/L[1]。重金属可在人体内蓄积,长时间低浓度重金属暴露会对人体各个器官系统产生危害。发育中的神经系统对重金属毒性非常敏感,环境中的铅暴露会使儿童出现心理发育异常、智商下降和注意多动障碍等健康效应[2]。一项病例对照研究显示铅可对皮肤产生损害,血铅高者正常部位的皮肤弹性下降,皮肤角化过度[3]。有些重金属会引起人体代谢功能异常,镉暴露会直接引起肾小血管和肾小管损伤,导致肾功能障碍[4]。锰是人体生长发育的必需金属元素,但是孕期过量锰暴露会损害胎儿的神经系统导致子代运动功能失调[5]。然而,现实中重金属的来源复杂、暴露途径多样、分子组成相似,与机体必需微量元素特别是金属元素的摄取有竞争抑制作用,还会和体内的蛋白质结合,本文对重金属复合暴露的健康效应作综述。

亮氨酸羧基甲基转移酶1对锰致神经细胞凋亡的拮抗作用

目的探索亮氨酸羧基甲基转移酶1(LCMT1)高表达对锰诱导神经细胞损伤的拮抗作用。方法利用脂质体将LCMT1-PCDNA 3.0和PCDNA 3.0质粒分别转染小鼠神经母细胞瘤细胞(N2a细胞),通过G418筛选稳定高表达LCMT1的LCMT1-N2a细胞和PCDNA-N2a细胞,Western blot检测显示LCMT1蛋白过表达情况。将LCMT1-N2a细胞和PCDNA-N2a细胞分别暴露于空白培养基(对照组)和不同浓度氯化锰(250、500、1000、2000μmol/L)12 h后以刃天青法检测细胞活性。随后,用流式细胞仪检测染锰(0、500、1000μmol/L)12 h后细胞的凋亡率。结果LCMT1蛋白在LCMT1-PCDNA 3.0细胞中的表达高于对照组且差异具有统计学意义(P<0.05);转染后细胞的形态与转染前无明显变化。锰暴露可使PCDNA-N2a细胞活性下降且有剂量-反应关系,相同浓度锰暴露下LCMT1-N2a细胞存活率高于PCDNA3.0 N2a(P<0.05)。PCDNA3.0 N2a细胞的凋亡率随着染锰浓度增加而升高且存在剂量-反应关系;在相同的染锰剂量下,LCMT1-PCDNA3.0 N2a细胞的凋亡率低于PCDNA3.0 N2a细胞(P<0.05)。结论LCMT1高表达可以拮抗锰致N2a细胞细胞活性的下降和细胞凋亡。

锰铅镉复合暴露对人神经母细胞瘤细胞的毒性作用

目的探索重金属复合暴露对人神经母细胞瘤(SK-N-SH)细胞的毒性效应。方法将SK-N-SH细胞分别暴露于空白培养基(对照)和氯化锰(125、250、500、750、1000、1500、2000、4000、6000μmol/L),乙酸铅(500、750、1000、1500、2000、2500、3000μmol/L),氯化镉(5、10、15、20、30、40、60、80μmol/L)单一及二元、三元复合溶液24、48、96 h后,检测细胞存活率,计算锰、铅、镉的药物抑制浓度(IC)。其中,二元、三元复合溶液的浓度均为相应金属IC10、IC20、IC30、IC50的等毒效应比混合,分别用毒性单位法、混合毒性指数法对毒性效应进行评价。结果与对照组相比,不同浓度锰、铅、镉单独染毒不同时间SK-N-SH细胞的存活率均较低,除500μmol/L铅染毒24、96 h组和5μmol/L镉染毒24、48 h组外,差异均有统计学意义(P<0.05);随着锰、铅、镉单独染毒浓度的升高和染毒时间的延长,SK-N-SH细胞的存活率均呈下降趋势。三种金属对SK-N-SH的细胞急性毒性依次为镉(IC50:38.728μmol/L)>锰(IC50:442.739μmol/L)>铅(IC50:1624.850μmol/L)。同一金属不同染毒时间的IC50排序均为96 h<48 h<24 h。锰和镉复合暴露对SK-N-SH细胞的联合毒性在24 h均表现为拮抗作用,在48 h均表现为协同作用;96 h在毒效应为IC10、IC20时均表现为部分相加作用,在IC30、IC50时均表现为协同作用。镉和铅对SK-N-SH细胞的联合毒性在24 h毒效应为IC10、IC20、IC30时均表现为拮抗作用,在IC50时表现为部分相加作用;在48 h毒效应为IC10时表现为拮抗作用,在IC20、IC30、IC50时均表现为部分相加作用;在96 h时均表现为部分相加作用。铅和锰对SK-N-SH细胞的联合毒性在24、96 h毒效应为IC50时分别表现为简单相加、协同作用,其余均表现为部分相加作用。锰、铅、镉对SK-N-SH细胞的联合作用在24、96 h时均表现为部分相加作用;48 h时在IC10、IC20、IC30均表现为协同作用,在IC50时表现为部分相加作用。结论三种金属对SK-N-SH细胞的毒性均表现为随暴露时间的延长而增强的趋势。金属复合暴露呈现复杂的毒性效应,毒性效应与特定的金属组合、暴露时间、暴露浓度密切相关。