肝细胞共培养模型建立及铅、镉、汞、砷混合染毒的联合作用模式分析

目的探讨实际暴露比例下的铅、镉、汞和砷混合染毒对肝细胞的联合作用模式,并建立模拟人体微环境的肝细胞共培养模型。方法使用ICP-MS测定某铅锌冶炼厂重金属暴露工人血液铅、镉、汞和砷浓度比。采用MTT法检测细胞存活率并筛选共培养细胞模型的重金属混合染毒浓度。使用Transwell共培养小室,建立以HepG2细胞为肝实质细胞、THP-1诱导来源的巨噬细胞和LX-2细胞为肝非实质细胞的共培养模型。结果工人血液铅、镉、汞、砷浓度比约为266:4:5:11。在<IC_(40)时(IC_(10)~IC_(30)),4种重金属对HepG2细胞的联合作用表现为协同作用,随着细胞抑制浓度的升高,CI值增大,协同作用的强度减小;在>IC_(40)(IC_(50)~IC_(90))时,4种重金属对HepG2细胞的联合作用表现为拮抗作用,随着细胞抑制浓度的进一步升高,CI值更加增大,拮抗作用的强度明显增大,上述联合作用模式分析结果在染毒24、48和72h一致。在=IC_(40)时,染毒24h4种重金属对HepG2细胞的联合作用表现为轻度拮抗作用,而染毒48和72h 4种重金属对HepG2细胞的联合作用表现为接近于相加作用。根据共培养模型中3种成分细胞HepG2细胞、THP-1诱导来源的巨噬细胞和LX-2细胞的MTT实验结果及IC_(50),选定后续研究的混合染毒浓度为:铅+镉+汞+砷(66.5+1+1.25+2.75)μmol/L,并以此浓度染毒共培养模型,染毒24h后,共培养模型中HepG2细胞相对存活率低于单独培养HepG2细胞相对存活率(t_(24h)=5.704,P<0.05),染毒24和48h后,共培养模型中HepG2细胞线粒体膜电位高于单独培养HepG2细胞(t_(24h)=3.49,t_(48h)=3.941,P<0.05),共培养模型中HepG2细胞ROS水平低于单独培养HepG2细胞(t_(24h)=1.048,t_(48h)=2.946,P<0.05)。结论铅、镉、汞和砷混合染毒对HepG2细胞的联合作用在不同染毒时间和抑制浓度下表现不同:IC_(10)~IC_(30)表现为协同作用,IC_(50)-IC_(90)表现为拮抗作用,IC_(40)是联合作用模式发生改变的拐点。成功建立以HepG2细胞为肝实质细胞、THP-1诱导来源的巨噬细胞和LX-2细胞为肝非实质细胞的共培养模型。