丙烯醛-DNA加合物的研究进展

丙烯醛是一种活泼的α,β不饱和醛,在环境中广泛存在,香烟烟气和厨房油烟是人体丙烯醛暴露的主要环境来源.另一方面机体内丙烯醛可以通过脂质过氧化、氨基酸氧化等多种途径自发生成.进入人体后,丙烯醛和DNA发生加合生成丙烯醛-DNA加合物.目前研究最多的是丙烯醛-dG加合物,包括α-OH-PdG和γ-OH-PdG,其中γ-OH-PdG是主要dG加合物,可引起基因突变(约1%),以G→T突变为主,而次要加合物α-OH-PdG的突变概率高于γ-OH-PdG(约8%),同样以G→T突变为主,并且这些加合物与一些癌症密切相关,如吸烟相关肺癌和膀胱癌等.此外,丙烯醛可以与其它碱基发生加合,生成其它类型的DNA加合物,包括丙烯醛-dA、dC和dT加合物,其中一些加合物的结构已表征,并在体外反应中存在.

丙烯醛-丙氨酸加合物制备与细胞毒性

丙烯醛是热加工食品中存在的有害物质,形成后易与氨基酸反应生成加合物,但目前对其加合物的毒性研究较少。本研究设置不同丙烯醛与丙氨酸浓度比(2:1、1:1、1:2、1:3、1:4),于37℃和50℃下分别水浴反应0.5、3、5、6 h,发现丙烯醛与丙氨酸浓度比1:2在50℃反应5 h所获得目标加合物产率最高。通过反相硅胶柱层析进行分离纯化后,经高效液相和液相色谱-质谱联用分析,结果显示该加合物最大吸收波长为220 nm,纯度达95%以上。高分辨质谱和核磁共振鉴定结果表明,该加合物相对分子质量为183.0823,是由一分子丙氨酸与两分子丙烯醛发生迈克尔加成反应后,经羟醛缩合形成的含氮六元环化合物。采用加合物培养人正常胃黏膜细胞(GES-1)24 h和48 h后发现,加合物半抑制浓度(half maximal inhibitory concentration,IC_(50))分别为3.286、0.869 mmol/L,显著降低了丙烯醛(IC_(50)分别为0.058、0.067 mmol/L)的细胞毒性,说明丙氨酸可作为食品中丙烯醛的潜在清除剂。

杨梅素-丙烯醛加合物抗氧化及捕获丙烯醛活性

目的:以杨梅素为对照,研究了杨梅素与丙烯醛的一加合物(mono-acrolein,MA)和二加合物(di-acrolein,DA-1)的抗氧化和后续清除丙烯醛的活性。方法:以VC为阳性对照,测定MA和DA-1的总还原能力及1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除能力,并运用Rancimat法测定加合物对油脂氧化诱导时间的影响;采用2,4-二硝基苯肼柱前衍生化高效液相色谱法考察了杨梅素加合物对丙烯醛的捕获活性,在此基础上建立卵白蛋白-葡萄糖模型,并进一步在菜籽油热处理和蛋糕实际体系中考察MA和DA-1对丙烯醛的抑制率。结果:MA和DA-1在0.01~0.1 mmol/L浓度范围内总还原能力及对DPPH自由基的清除能力接近甚至高于VC,并可延长油脂氧化诱导时间,减缓酸败速率;MA和DA-1对丙烯醛的抑制率最高分别为80.5%和60.7%,并可有效抑制卵白蛋白-葡萄糖模型中丙烯醛的含量。在菜籽油热处理体系中MA和DA-1最高可分别抑制43.4%和34.5%的丙烯醛,在蛋糕加工体系中MA和DA-1对丙烯醛的抑制率最高分别为41.4%和31.9%。结论:杨梅素在捕获丙烯醛后形成的加合物依然具有较强的抗氧化能力和丙烯醛清除能力,在食品中可共同发挥持续性和长效性的作用,降低体系中丙烯醛的含量。

丙烯醛致突变性研究进展

丙烯醛与DNA可形成加合物,并可形成DNA-DNA、DNA-蛋白质2种交联结构,从而表现出不同的致突变性。丙烯醛致突变性研究结论不一,归因于不同研究对象、靶细胞、试验方法。最近对吸烟者肺组织细胞中丙烯醛-DNA加合物的分析,以及对P53热点突变谱的研究,为丙烯醛致突变性提出了新的证据。

精子多环芳烃类-DNA加合物与精液质量及精子凋亡的关系研究

目的:通过对男性不育患者的精子多环芳烃类-DNA(PAH-DNA)加合物进行分析,探讨精子PAHDNA加合物水平与精子凋亡率及精液常规参数的相关性。方法:收集433例男性不育患者精液,采用免疫荧光结合流式细胞术检测PAH-DNA加合物,末端转移酶介导的dUTP标记法(TUNEL)检测精子凋亡率。结果:多元线性回归结果显示:精子PAH-DNA加合物水平与精子浓度、精子总数及精子活动率呈负相关(回归系数β分别为-0.632、-0.830和-9.647);此外,精子PAH-DNA加合物水平与精子凋亡率呈正相关(回归系数β为0.130)。结论:精子PAH-DNA加合物水平与精液常规参数及精子凋亡相关,精子PAH-DNA加合物水平对评估男性生育力具有重要意义。

甲醛及丙烯醛对人淋巴细胞DNA分子加合作用的研究

目的:探讨甲醛及丙烯醛对健康成人淋巴细胞DNA的加合作用。方法:采用体外细胞染毒方式,紫外光谱移动法研究甲醛及丙烯醛对人淋巴细胞DNA的加合反应。结果:在体外细胞培养中,甲醛染毒人淋巴细胞致DNA的紫外吸收峰位移在低浓度下不显著,浓度较高0.12 mmol/L时可发生最大峰的偏移,266 nm出现最高峰,与空白对照组位移+3 nm。而丙烯醛染毒细胞致DNA分子紫外吸收峰位移显著,在比较低的浓度下0.020 mmol/L即能与DNA发生加合反应,与对照组(在261 nm处有最大吸收波长)相比,丙烯醛染毒各剂量组的最大吸收波长正偏移,0.080 mmol/L染毒剂量组的最大吸收波长为268 nm,位移+7 nm。结论:甲醛和丙烯醛属于小分子醛类化合物,其活泼醛基使得它们不需经过代谢就能攻击生物大分子,与DNA发生加合作用。在体外健康成人外周血淋巴细胞染毒中,甲醛与丙烯醛均能与DNA发生结合,且丙烯醛较易发生加合。

XRCC3基因多态性对AFB_1-DNA加合物水平的影响

目的探讨DNA修复酶基因X线修复交叉补体因子3(x-ray repair cross-complementing group3,XRCC3)codon241多态性对黄曲霉毒素B1(aflatoxin B1,AFB1)高污染区广西人群AFB1-DNA加合物水平的影响。方法应用竞争性酶联免疫吸附法检测研究对象(966例)AFB1-DNA加合物水平,而XRCC3基因型分析则通过PCR-RFLP来完成。结果(1)带有codon 241 Met等位基因的XRCC3基因型(XRCC3-Thr/Met,XRCC3-Met/Met)与高AFB1-DNA加合物水平相关,其风险值分别为1.43(1.08～1.89)和2.42(1.13～5.22);(2)XRCC3多态性与长时间的AFB1暴露在AFB1-DNA加合物形成过程中存在协同作用(OR=11.00,P<0.01)。结论AFB1在带有易感基因型XRCC3-Thr/Met和XRCC3-Met/Met的人群更易诱导产生DNA损伤(AFB1-DNA加合物)。

饲喂黄曲霉毒素B_1大鼠肝中AFB_1-DNA加合物的免疫组织化学研究

应用免疫组织化学ＳＰ法对４例饲喂黄曲霉毒素Ｂ１的Ｗｉｓｔａｒ大鼠肝组织中ＡＦＢ１－ＤＮＡ加合物的染色及常规ＨＥ染色发现，４例肝细胞核均出现异型性，但未见肝细胞坏死、增生灶及肝细胞癌；免疫组化揭示部分肝细胞核出现棕黄色、不均质状的ＡＦＢ１－ＤＮＡ加合物，阳性细胞数占１０～８５％。结果提示免疫组织化学方法可作为一种ＡＦＢ１的定位方法。

GSTM1基因多态性与AFB_1-DNA加合物水平的关系

目的探讨解毒酶基因谷胱甘肽S-转移酶M1（Glutathione S-transferase M1,GSTM1）多态性对黄曲霉毒素B1（aflatoxin B1,AFB1）高污染区广西人群AFB1-DNA加合物水平的影响。方法采用竞争性酶联免疫吸附法检测研究对象（966例）AFB1-DNA加合物水平,而GSTM1基因型分析则通过PCR-RFLP来完成。结果研究结果显示GSTM1缺失型（GSTM1-null）与高AFB1-DNA加合物水平相关,其校正风险值（OR）为2.09（95%可信区间,即95%CI值为1.61-2.71）。结论 AFB1在带有易感基因型GSTM1-null的人群更易诱导产生DNA损伤（AFB1-DNA加合物）。

醛类-DNA加合物检测技术研究进展

甲醛、乙醛、丙烯醛和巴豆醛广泛存在于环境污染物中,卷烟烟气中也有微量存在,它们不需要经过机体代谢就能够直接进攻亲核基团,可与DNA分子发生共价结合形成DNA加合物。DNA加合物是DNA损伤的一种形式,在DNA复制过程中可使所携带的遗传信息发生改变,从而有可能造成机体的损伤。本文综述了生物体内常见的6种醛类-DNA加合物的检测技术以及醛类-DNA加合物作为卷烟烟气暴露的生物标志物的研究进展,展望了同时检测多种DNA加合物的研究方向及醛类-DNA加合物作为DNA损伤标志物的研究前景。

液相色谱-串联质谱法同时检测乙醛-DNA加合物

本文建立了一种同时检测DNA样品中Ethylidene-dG和Propano-dG含量的液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)方法,方法的精密度较好(RSD<6%),检出限分别为0.010ng/mL和0.005ng/mL,回收率在97.2%~101.6%之间。同时,以体外小牛胸腺DNA为模型,选取不同乙醛暴露剂量(0、0.001、0.01、0.05、0.1、0.5和1.0mmol/L)和不同的暴露时间(0、2、4、10、12、20和24h),结果显示在体外Propano-dG加合物的生成需有氨基酸作为催化剂,且小牛胸腺DNA中乙醛-DNA加合物的含量随着染毒剂量和染毒时间的增加而升高,存在剂量-效应和时间-效应关系。

苯并芘对大鼠胎盘组织CYP450、GSH-PX活性及胎鼠外周血BPDE-DNA加合物浓度的影响

目的探讨苯并芘(benzo[a]pyrene,BaP)对大鼠胎盘组织细胞色素P450酶(cytochrome P450,CYP450)、谷胱甘肽过氧化酶(glutathione peroxidase,GSH-PX)活性及胎鼠外周血二羟环氧苯并芘[benzo(a)pyrene-7,8-Dihydrodiol-9,10-Epoxide,BPDE]-DNA加合物浓度的影响。方法选择性成熟SD大鼠120只据雌雄不同随机分为空白组及低、中、高浓度BaP组,每组30只,雌雄分开饲养,空白组雌鼠灌胃橄榄油,低、中、高浓度BaP组雌鼠分别每日灌胃BaP 0.5、1.0、2.0 mg/kg,15 d后雌雄鼠同笼,第2天发现精液栓者为受孕,将受孕鼠继续前述灌胃14 d后处死,取胎盘组织测定CYP450、GSH-PX活性并检测胎鼠外周血BPDE-DNA加合物浓度。结果与空白组比较,低、中、高浓度BaP组胎盘组织中CYP450活性及胎鼠外周血中BPDE-DNA加合物浓度升高,胎盘组织中GSH-PX活性降低,差异均有统计学意义(P<0.05)。低、中、高浓度BaP组胎盘组织中CYP450活性及胎鼠外周血中BPDE-DNA加合物浓度随BaP浓度增加逐渐增强或升高,胎盘组织中GSH-PX活性随BaP浓度增加逐渐降低,3组间比较差异均有统计学意义(P<0.05)。相关性分析结果显示胎盘组织中CYP450活性与GSH-PX活性呈负相关,与胎鼠外周血中BPDEDNA加合物浓度呈正相关。结论 BaP能增强或升高胎盘组织中CYP450活性及胎鼠外周血中BPDE-DNA加合物浓度,降低胎盘组织中GSH-PX活性。

OxLDL诱导人血管内皮细胞及平滑肌细胞DNA加合物生成

目的探讨oxLDL参与动脉粥样硬化发生的可能机制。方法培养人血管内皮细胞及平滑肌细胞,以50μg/L oxLDL刺激24、48h后,收获细胞用于后续实验：①免疫组化染色检测DNA加合物εdA水平;②免疫组化方法检测细胞内4-HNE修饰蛋白;③western blot法检测细胞内4-HNE修饰蛋白水平。结果oxLDL刺激EC及SMC中DNA加合物εdA水平及4-HNE修饰蛋白水平均较未刺激细胞组明显升高。结果 oxLDL诱导的氧化应激、脂质过氧化反应及其继发的DNA损伤可能为oxLDL参与动脉粥样硬化发生的重要机制。

用紫外光谱法检测三种醛类化合物与DNA的结合

为探讨甲醛、乙醛和丙烯醛对ＤＮＡ损伤机制，应用紫外光谱对甲醛、乙醛、丙烯醛三种醛类化合物引起的ＤＮＡ的加合反应，及与四种单核苷酸作用情况进行了研究。结果表明：甲醛、乙醛均引起小牛胸腺ＤＮＡ的第二个最大吸收峰（２５７ｎｍ）长波方向位移；同时也初步确定了甲醛、乙醛和四种单核苷酸结合的优势反应核苷酸。由于丙烯醛的紫外吸收谱图掩盖了ＤＮＡ的两个最大吸收峰（２１３ｎｍ，２５７ｎｍ），因此不能确切得出丙烯醛与小牛胸腺ＤＮＡ的加合反应情况。

典型醛类污染物与细胞DNA分子的结合作用

为了研究甲醛、乙醛和丙烯醛等 3种典型醛类污染物与细胞DNA的结合作用 ,探讨其遗传毒性效应和机制 ,采用体外测试系统 ,应用紫外光谱移动法和高效液相色谱法研究结合位点 .结果表明 ,醛类污染物染毒细菌DNA紫外吸收峰位移不显著 ;但提取的细菌DNA与甲醛进行试管反应体系紫外位移显著 ;醛类污染物染毒真核细胞致DNA分子紫外吸收峰位移显著 ;乙醛与脱氧鸟苷酸的试管反应经NaBH4 还原后经HPLC分离检测 ,产物初步定性为N2 -乙基鸟苷加合物 .说明 3种醛类污染物能够与细胞DNA结合而体现遗传毒性 ,鸟苷的N2位可能是共价加合的位点 .

马兜铃酸Ⅰ致癌作用及其与代谢酶关系的研究进展

马兜铃酸(aristolochic acid,AA)广泛存在于马兜铃科马兜铃属中草药中,是马兜铃酸肾病(aristolochic acid nephropathy,AAN)的致病因素,此类肾病患者可伴发泌尿系统肿瘤,阐明马兜铃酸的致癌机制成为其毒性研究的一大焦点。马兜铃酸Ⅰ(AAⅠ)是马兜铃酸的主要毒性成分,其在体内经氧化还原后活化,与DNA共价结合形成加合物而诱发癌变。本文综述参与AAⅠ氧化还原的代谢酶及其代谢过程在AAⅠ致癌中的作用。

马兜铃酸致突变及致癌性研究进展

“中草药肾病”事件之后,马兜铃酸肾毒性受到了全球学者的关注,而随着马兜铃酸肾病患者伴发泌尿系统肿瘤报道的日渐增多,阐明其致突变和致癌机制也成为其毒性研究的另一焦点,马兜铃酸I和II是马兜铃酸的2种主要成分,为明确的遗传毒性致突变物,现重点围绕其在体内的代谢活化过程、DNA加合物形成、分布特点及导致癌基因突变等阐述马兜铃酸致突变致癌分子机制的研究现状。

双壳类水产品中(+)-anti-BPDE-DNA加合物HPLC/FD检测

目的建立检测双壳类水产品中（＋）-反-7，8-二羟基-9，10-环氧苯并（a）芘（BPDE）-DNA加合物的高效液相色谱荧光法（HPLC／FD）。方法用组织基因组DNA提取试剂盒提取6种双壳类水产品组织中的DNA，0．1mol／LHCl、90℃酸解4h，乙酸乙酯充分萃取酸解产物——苯并（a）芘一四醇。以CenturySILC18-BDS色谱柱（150mmX4．6mm，5Ixm）分离；洗脱流动相：V（甲醇）／V（水）=55／45；流速：1．0mL／min；进样量：20μL；激发波长：265nm，发射波长：395nm；荧光检测苯并（a）芘-四醇的含量。结果该方法的检测限为0．3ng／mL，在0．5～100ng／mL范围内呈良好的线性关系（，=0．9960）；日内相对标准偏差（RSD）为2．8％～4．2％，日间RSD为3．2％-5．8％；双壳类水产品中（＋）-anti—BPDE—DNA含量为13．44～152．7μg／kg，RSD为3．0％-6．5％．加标回收率为86．9％-91．6％，RSD为3．1％～7．3％。结论该法简便、快速、灵敏度高，可用于双壳类水产品中（＋）-anti—BPDE—DNA加合物的检测。

HPLC-MS/MS测定小鼠肝肾中的马兜铃酸-DNA加合物

采用高效液相色谱-串联三重四极杆质谱(HPLC-MS/MS)测定小鼠肝肾中4种马兜铃酸-DNA加合物的含量,并对给药后不同时间小鼠肝肾中马兜铃酸-DNA加合物的含量变化进行监测。选用资生堂Capcellpak AQ C18色谱柱(3 mm×100 mm,3μm),以0.2%乙酸-5 mmol·L^-1乙酸铵为水相,甲醇为有机相进行梯度洗脱,采用电喷雾离子源(ESI),正离子模式扫描,在多反应监测模式(MRM)下测定马兜铃酸Ⅰ/Ⅱ分别与脱氧腺苷、脱氧鸟苷、脱氧胞苷结合形成的马兜铃酸-DNA加合物。通过分析Balb/c小鼠灌胃给药关木通提取物后60 d内肝肾样品中马兜铃酸-DNA加合物的相对含量发现,肾脏中的4种马兜铃酸-DNA加合物含量均明显高于肝脏,每1×10^6个正常脱氧核苷中大约有15.87个加合物,是肝脏的4.5~7.5倍,部分加合物在给药后第30天仍能检测到。肝脏中的加合物在给药后第1天含量最高,在第7~14天又出现了二次达峰的现象。该结果说明马兜铃酸-DNA加合物在体内消除困难,对研究马兜铃酸肝肾损伤机制具有重要意义。

不良妊娠史和多环芳烃-DNA加合物对胎停育的交互作用

[背景]胎停育发生率逐年上升,但病因尚未完全阐明,不良妊娠史及多环芳烃(PAHs)的暴露均有可能增加胎停育的发病风险。[目的]探讨不良妊娠史和PAHs暴露对孕早期胚胎停育的影响及交互作用,为胎停育病因研究提供依据。[方法]选取2019年3—12月在山西医科大学第一医院产科诊断为胚胎停育的114名孕妇作为病例组,选择同医院同期自愿要求人工流产的139名正常妊娠妇女作为对照组,收集研究对象的基本情况及流产、死胎和宫内生长发育迟缓等不良妊娠史,采集流产绒毛组织检测组织中PAH-DNA加合物水平,按孕次及不良妊娠史分层并以四分位数法进行分组,依次为Q1(<404.61 ng·L^(-1))、Q2(404.61~453.75 ng·L^(-1))、Q3(453.76~506.72 ng·L^(-1))、Q4(≥506.73 ng·L^(-1))。采用SPSS 25.0统计软件进行χ^(2)检验和多因素logistic回归,采用相加和相乘模型探讨不良妊娠史和PAH-DNA加合物对胎停育影响的交互作用。将PAH-DNA加合物按三分位数法和四分位数法分组,分别以P、P、P及P作数据切点进行敏感性分析。[结果]怀孕次数≥2次的160名研究对象中,病例组孕妇不良妊娠史占比(57.81%)高于对照组(17.71%)(P <0.001)。按孕次分层对两组间不同PAH-DNA加合物水平进行χ^(2)检验,结果显示孕≥2次者PAH-DNA加合物水平与胎停育有关(χ^(2)=10.14,P=0.017)。在孕次≥2次的研究对象中进一步按有无不良妊娠史分层分析,无不良妊娠史者PAH-DNA加合物与胎停育有关(χ^(2)=9.70,P=0.021)。调整变量后多因素logistic回归分析结果表明不良妊娠史(OR=5.88,95%CI:2.79~12.39)和PAH-DNA加合物(OR=3.01,95%CI:1.22~7.40)可能会增加胎停育发生的风险,但未发现两者的交互作用,交互作用超额相对危险度(RERI)、交互作用归因百分比(AP)、交互作用指数(SI)及其95%CI分别为0.60(–0.58~1.77)、0.74(–0.83~2.30)、0.20(0.01~5.43)。[结论]不良妊娠史和PAH-DNA加合物可能会增加胎停育的风险,但尚未发现两者与胎停育的发生存在交互作用。