AP-1在硒拮抗砷致癌作用中的調(diào)控機制研究.pdf

1、砷是廣泛存在于自然環(huán)境和職業(yè)場所中的一種類金屬元素。流行病學(xué)研究表明，長期暴露在高砷環(huán)境中，不僅可引起急、慢性砷中毒，還可以引起致癌、致畸和致突變作用，砷已被國際癌癥研究署（IARC）歸類為第一類致癌物。大量研究表明砷可以通過誘導(dǎo)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，激活轉(zhuǎn)錄因子和改變控制細(xì)胞生長、增殖和惡性轉(zhuǎn)化的基因表達來發(fā)揮促癌作用。AP-1是細(xì)胞轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中非常重要的轉(zhuǎn)錄因子，是諸多細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑在細(xì)胞核內(nèi)的交匯點。許多調(diào)節(jié)細(xì)胞生長，增殖、凋亡的基因啟動

2、序列都存在AP-1的結(jié)合位點。砷的致癌機制中，氧化應(yīng)激是受廣泛認(rèn)同的一個重要機制，砷引起的氧化應(yīng)激可以直接或間接的激活A(yù)P-1，使這些基因的表達增強，從而引起細(xì)胞異常增殖，進而發(fā)展為腫瘤。 在我國砷中毒地區(qū)，有學(xué)者觀察到當(dāng)?shù)厝巳貉降陀谡φ諈^(qū)人群。而硒作為一種微量元素，在機體內(nèi)具有廣泛的生物學(xué)效應(yīng)，特別是對抗癌癥（如肺癌、腸癌、前列腺癌和肝癌等）的作用。硒的生物學(xué)作用主要表現(xiàn)為抗氧化，它在體內(nèi)可以通過參與構(gòu)成含硒酶類和非

3、酶硒化合物而不斷將機體代謝過程中所產(chǎn)生的自由基和過氧化脂質(zhì)清除掉，從而達到抗氧化的作用。此外，研究還發(fā)現(xiàn)硒可通過和FOS/JUN蛋白中的半胱氨酸殘基結(jié)合，使AP-1結(jié)合DNA的活力受到抑制。 據(jù)此我們設(shè)想，砷引起的氧化應(yīng)激可以激活A(yù)P-1，AP-1的活化在致癌作用中發(fā)揮十分關(guān)鍵的作用，硒既有抗氧化作用又能與AP-1結(jié)合抑制其活性，那么硒能否通過影響砷對AP-1的活化拮抗砷的致癌作用？為此，我們進行以下研究。 本研究以小鼠

4、皮膚JB6-CI41細(xì)胞為靶細(xì)胞，以亞硒酸鈉、亞砷酸為受試物，設(shè)立硒單獨作用組（2.5μmol/L亞硒酸鈉）、砷單獨作用組（3.125、6.25和12.5μmol/L亞砷酸）、硒砷聯(lián)合作用組（3.125、6.25和12.5μmol/L亞砷酸+2.5μmol/L亞硒酸鈉），以生理鹽水為溶劑對照組，采用凝膠電泳遷移率變動分析技術(shù)（gelelectrophorestic mobility shift assay，EMSA）和流式細(xì)胞術(shù)（flo

5、w cytometry，F(xiàn)CM）分別檢測硒、砷單獨作用和聯(lián)合作用對AP-1的DNA結(jié)合活性和細(xì)胞周期的影響。同時，本文還引入AP-1的特異性抑制劑姜黃素（curcumin），通過用姜黃素（20μmol/L）與砷（12.5μmol/L亞砷酸）聯(lián)合染毒細(xì)胞以進一步了解砷誘導(dǎo)AP-1活性變化與細(xì)胞周期的關(guān)系，為闡明硒拮抗砷致癌作用的機制，為AP-1作為腫瘤治療靶點和臨床補硒的研究提供更多依據(jù)。 本文研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：①硒和砷單獨作用時，與

6、生理鹽水對照組相比，各濃度組的亞砷酸均可引起AP-1的DNA結(jié)合活性顯著增強（P<0.01），而且呈一定的劑量依賴關(guān)系。各濃度組的亞砷酸引起細(xì)胞G1期比率顯著減少（P<0.01），較高濃度的的亞砷酸（6.25和12.5μmol/L）還可使細(xì)胞G2期比率顯著增加（P<0.01，P<0.05），亞砷酸對細(xì)胞周期的影響呈現(xiàn)一定的劑量依賴關(guān)系。硒在本實驗選擇的濃度條件下對AP-1的DNA結(jié)合活性和細(xì)胞周期無顯著影響；②與相應(yīng)濃度的亞砷酸單獨作用

7、相比，2.5μmol/L的亞硒酸鈉和各濃度的亞砷酸聯(lián)合作用可以顯著降低AP-1的DNA結(jié)合活性（P<0.01），同時G1期細(xì)胞比率增加（P<0.01），G2細(xì)胞期比率增加（P<0.05）；③AP-1特異性抑制劑姜黃素和亞砷酸聯(lián)合處理組與相應(yīng)濃度的亞砷酸單獨染毒組相比，G1期比率增高（P<0.01）和G2期減少（P<0.01）。 以上結(jié)果表明，砷可以激活JB6細(xì)胞的AP-1，通過添加AP-1抑制劑姜黃素可使砷引起的細(xì)胞周期惡性改變