三種不同消毒水中非揮發(fā)性有機提取物對人肝癌細胞(HepG2)的毒性作用及其機理研究.pdf

1、飲用水消毒始于上世紀初，消毒的目的在于殺滅水中病原體、防止介水傳染病的傳播和流行。目前世界上用于飲用水消毒的方法主要有氯化消毒、二氧化氯消毒、紫外線消毒和臭氧消毒，其中氯化消毒是飲用水消毒的最主要方法，其殺菌能力很強，能明顯的殺死水中的病原體。但是氯在消毒的同時，也能與水中的有機物相互作用，產(chǎn)生氯化消毒副產(chǎn)物。因此，為了減少氯化飲用消毒水副產(chǎn)物對人體的損害，就需要改進消毒方法，在保證消毒的效果前提下，減少氯化消毒副產(chǎn)物，保障人群健康。

2、 在常規(guī)氯化消毒中，對于有機物含量較高的源水，一般采用預氯消毒，氧化有機物后，再進行氯化消毒。但由于預氯消毒可增加氯化消毒副產(chǎn)物的形成，因此預消毒方法的改進開始得到重視。用無遺傳毒性作用或毒作用較弱的消毒劑來取代預氯消毒，被認為是比較可行的方法。二氧化氯和臭氧預氧化因具有氧化能力強、反應速度快、原料易得、使用方便等優(yōu)點，近年來越來越受到人們的重視。二氧化氯和臭氧是一種高效的殺菌消毒劑。其具有殺毒能力強而副產(chǎn)物少的特點，并且具有極強

3、的氧化能力，對微生物如病毒、細菌甚至芽孢都有極強的殺傷力，還具有很強的滲入細胞壁的能力，從而破壞細菌有機體結(jié)構(gòu)導致細菌死亡。盡管與氯預消毒相比，二氧化氯和臭氧預消毒替代方法具有許多優(yōu)點，但是它們的使用對人體的健康也存在潛在的毒性危害。因此，需要對這些消毒方法的毒性進行較全面的研究。 本研究探討了漢江源水以及三種不同預處理方法（氯氣、二氧化氯和臭氧）消毒水中非揮發(fā)性有機提取物(NOCs)對體外HepG2細胞的毒性作用及其發(fā)生機理，

4、以探討適合于漢江水消毒的消毒方法，為進一步深入了解消毒飲用水對人體的健康效應提供實驗依據(jù)。 第一部分：三種不同消毒水中非揮發(fā)性有機提取物對人肝癌細胞(HepG2)氧化應激水平的影響。 目的：本部分主要研究了漢江源水以及三種不同預處理方法（氯氣、二氧化氯和臭氧）消毒水中非揮發(fā)性有機提取物(NOCs)對HepG2細胞內(nèi)活性氧族(ROS)和脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物MDA、抗氧化分子GSH和SOD活性的影響。 方法：采用流式細胞儀

5、及脂質(zhì)過氧化相關酶試劑盒測定等方法，分別對HepG2細胞內(nèi)ROS含量變化和脂質(zhì)過氧化相關酶進行測定。 結(jié)果：三種不同預處理方法消毒水和源水中NOCs對體外HepG2細胞ROS含量較對照組在1、5ml NOCs /ml medium時有顯著性增加(P<0.05)；在0.2、1、5ml NOCs /ml medium時，GSH-PX、SOD活性較對照組顯著降低(P<0.05)，MDA顯著升高(P<0.05)；MDA與GSH-PX、S

6、OD均呈負相關(P<0.05)。 結(jié)論：三種不同預處理方法消毒水中NOCs所致HepG2細胞遺傳毒性與活性氧族和細胞的脂質(zhì)過氧化有關，表現(xiàn)為HepG2細胞的ROS含量和脂質(zhì)過氧化相關酶的活性變化，而且脂質(zhì)過氧化相關酶的活性變化與NOCs劑量存在一定的劑量-反應關系。 第二部分：三種不同消毒水中非揮發(fā)性有機提取物對人肝癌細胞(HepG2) DNA損傷及凋亡作用的影響。 目的：本部分主要研究了漢江源水以及三種不同預處

7、理方法（氯氣、二氧化氯和臭氧）消毒水中非揮發(fā)性有機提取物(NOCs)對HepG2細胞的DNA損傷、染色體損傷和凋亡的影響。 方法：以單細胞凝膠電泳(Single Cell Gel Electrophoresis，SCGE)、細胞松弛素B阻斷核質(zhì)分裂微核法(cytokinesis-block micronucleus)和碘化丙啶(propidium iodide，PI)單染流式細胞術(shù)來分別檢測其對細胞DNA斷裂損傷、染色體損傷和細

8、胞凋亡的影響。 結(jié)果： ①三種不同預處理方法消毒水和源水NOCs對體外HepG2細胞存活率有隨濃度的增加而降低的趨勢，在25、125ml NOCs /ml medium均有顯著性差異(P<0.05)。 ②微核試驗顯示三種不同預處理方法消毒水和源水NOCs在5、25、125ml NOCs /ml medium均可致細胞微核的形成，與對照組相比有顯著性差異(P<0.05)，而且存在劑量反應關系；與同濃度的臭氧組相比，

9、氯氣組在1ml NOCs/ml medium顯著性增加(P<0.05)；二氧化氯組在1和5ml NOCs/ml medium均顯著性增加(P<0.05)；源水組在1和25ml NOCs/ml medium時顯著性低于同濃度的二氧化氯和氯氣組(P<0.05)；在125ml NOCs/ml medium 顯著性高于二氧化氯和氯氣組(P<0.05)。 ③彗星試驗顯示三種不同預處理方法消毒水中NOCs在5、25、125ml NOCs/m

10、l medium均可明顯導致DNA單雙鏈斷裂，與對照組相比有顯著性差異(P<0.05)，且存在劑量反應關系。各實驗組同濃度間也有顯著性差異(P<0.05)，堿性彗星試驗各組所致DNA損傷順序為二氧化氯>氯氣>臭氧>源水，中性彗星試驗各組所致DNA損傷順序為氯氣>二氧化氯>臭氧>源水。 ④流式細胞儀檢測結(jié)果顯示，隨NOCs濃度的增高，三種不同預處理方法消毒水中NOCs對HepG2細胞凋亡率較對照組均有增加趨勢，在5、25、125m

11、l NOCs/ml medium有顯著性差異(P<0.05)。 結(jié)論： ①三種不同預處理方法消毒水中NOCs均可以導致HepG2細胞的DNA單鏈和雙鏈斷裂，氯氣預處理消毒水中NOCs主要導致DNA雙鏈斷裂，二氧化氯預處理消毒水中NOCs主要導致DNA單鏈斷裂；氯氣預處理消毒水中NOCs導致HepG2細胞毒性強于二氧化氯預處理消毒。 ②臭氧預處理消毒水中NOCs導致HepG2細胞DNA損傷低于氯氣和二氧化氯組，通過