鋅、錳及聯(lián)合應(yīng)用對(duì)二氧化硅毒性影響的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、二氧化硅(SiO2)是塵肺病的主要致病因素，已有相當(dāng)多的證據(jù)表明，它不僅具有細(xì)胞毒性，而且具有一定的遺傳毒性。礦物元素，特別是微量元素不僅是維生素、酶、蛋白質(zhì)、胰島素及核酸組成部分，還能引起人體結(jié)構(gòu)元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在酶系統(tǒng)內(nèi)起著特異的活化中心作用，參與機(jī)體的激素發(fā)揮作用，與氨基酸構(gòu)成絡(luò)合物的成份影響核酸的代謝。眾多文獻(xiàn)報(bào)道，Zn、Se、Mn等元素均能不同程度地保護(hù)細(xì)胞膜、清除自由基、抗脂質(zhì)過(guò)氧化。本研究采用細(xì)胞毒理學(xué)技術(shù)，從細(xì)胞生化、

2、染色體、DNA等方面探討了Zn、Mn及兩者聯(lián)合應(yīng)用對(duì)SiO2粉塵毒性的影響。 我們對(duì)葡萄糖酸鋅(ZnG)和氯化錳(MnCl2)拮抗SiO2所致細(xì)胞毒性、微核率增加、DNA斷裂及細(xì)胞間隙通訊連接(GJIC)功能下調(diào)的作用進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)檢測(cè)染塵肺泡巨噬細(xì)胞(AM)過(guò)氧化氫(H2O2)、一氧化氮(NO)、一氧化氮合酶(NOS)、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)以

3、及細(xì)胞培養(yǎng)液中乳酸脫氫酶(LDH)等生化指標(biāo)，探討了ZnG、MnCl2及兩者聯(lián)合應(yīng)用對(duì)SiO2致AM毒性的影響；通過(guò)微核試驗(yàn)(micronucleustest，MNT)探討了ZnG、MnCl2及兩者聯(lián)合應(yīng)用對(duì)SiO2致中國(guó)倉(cāng)鼠肺成纖維細(xì)胞(CHL)微核發(fā)生率的影響；通過(guò)單細(xì)胞凝膠電泳試驗(yàn)(Singlecellgelelecrophoresis，SCGE)探討了ZnG、MnCl2及兩者聯(lián)合應(yīng)用對(duì)SiO2致CHL細(xì)胞DNA損傷的影響；通過(guò)劃

4、痕染料示蹤技術(shù)(scrapeloadinganddyetransfer，SLDT)探討了ZnG、MnCl2及兩者聯(lián)合應(yīng)用對(duì)SiO2致CHL細(xì)胞GJIC下調(diào)的影響。 AM生化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果表明：不同濃度SiD2粉塵(50、100、200μg/ml)與AM共同培養(yǎng)，可引起LDH、NOS活性增加，H2O2、NO、MDA含量增加以及GSH-Px、SOD、CAT的活性降低。單純ZnG和MnCl2在一定劑量下并不引起AM生化指標(biāo)改變。ZnG和

5、MnCl2具有拮抗SiO2致AM毒性的作用，能使LDH、NOS活性降低，H2O2、NO、MDA含量減少以及GSH-Px、SOD、CAT的活性升高。正交試驗(yàn)方差分析結(jié)果表明，ZnG與MnCl2的交互作用有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，其中1.5μg/ml的ZnG與0.25μg/ml的MnCl2聯(lián)合應(yīng)用時(shí)，拮抗SiO2致AM毒性作用的效果最好。極差分析結(jié)果表明，對(duì)NOS、GSH-Px、MDA的影響，ZnG的作用強(qiáng)于MnCl2；對(duì)H2O2、NO、SOD、CAT

6、、LDH的影響，MnCl2作用強(qiáng)于ZnG。 微核試驗(yàn)結(jié)果表明：19.08μg/cm2的SiO2粉塵可引起CHL細(xì)胞微核率增加，單純ZnG和MnCl2在一定劑量下對(duì)CHL細(xì)胞微核發(fā)生率無(wú)明顯影響。不同濃度的ZnG(1.0、1.5、2.25μg/ml)和MnCl2(0.25、0.5、1.0μg/ml)可明顯降低SiO2致CHL細(xì)胞的微核發(fā)生率，但無(wú)劑量反應(yīng)關(guān)系。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方差分析結(jié)果表明，ZnG和MnCl2的交互作用沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義

7、。 彗星試驗(yàn)結(jié)果表明：不同濃度SiO2粉塵(25、50、l00、200μg/ml)對(duì)CHL細(xì)胞的DNA損傷呈濃度依賴性，隨著作用劑量的增加，DNA的損傷逐漸加重。單純ZnG和MnCl2在一定劑量下對(duì)CHL細(xì)胞DNA無(wú)明顯損傷作用。不同濃度的ZnG(1.0、1.5、2.25μg/ml)和MnCl2(0.25、0.5、1.0μg/ml)對(duì)SiO2引起的CHL細(xì)胞DNA損傷有一定的保護(hù)作用。正交試驗(yàn)方差分析結(jié)果表明，ZnG和MnCl2

8、的交互作用具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，其中以1.0μg/ml的ZnG與0.5μg/ml的MnCl2聯(lián)合應(yīng)用時(shí)，拮抗SiO2致CHL細(xì)胞DNA損傷的效果最好。極差分析表明在聯(lián)合拮抗SiO2對(duì)CHL細(xì)胞的DNA損傷方面，MnCl2的作用強(qiáng)于ZnG。 細(xì)胞間隙通訊連接功能測(cè)定結(jié)果表明：不同濃度SiO2粉塵(50、100、200μg/ml)對(duì)CHL細(xì)胞GJIC功能具有明顯的抑制作用，隨著染毒劑量升高，抑制程度逐漸加重。單純ZnG和MnCl2在一定劑

9、量下并不影響CHL細(xì)胞GJIC功能。不同濃度的ZnG(1.5、2.25μg/ml)和MnCl2(0.25、0.5、1.0μg/ml)可拮抗SiO2對(duì)CHL細(xì)胞GJIC功能的抑制作用，但劑量反應(yīng)關(guān)系不明顯，1.0μg/ml的ZnG已無(wú)此作用。ZnG和MnCl2的交互作用具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，其中以1.5μg/ml的ZnG與0.5μg/ml的MnCl2聯(lián)合應(yīng)用時(shí)，拮抗SiO2致CHL細(xì)胞GJIC功能下調(diào)的效果最好。極差分析結(jié)果表明，在對(duì)SiO2致

10、CHL細(xì)胞GJIC功能下調(diào)的聯(lián)合影響中，MnCl2的作用強(qiáng)于ZnG。 綜上所述，可以初步認(rèn)為：ZnG和MnCl2單獨(dú)作用可拮抗SiO2致AM細(xì)胞毒性、CHL細(xì)胞微核發(fā)生率增高、DNA損傷、GJIC功能抑制；除拮抗SiO2誘發(fā)細(xì)胞微核率增加的交互作用沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義外，ZnG和MnCl2聯(lián)合應(yīng)用時(shí)拮抗SiO2致AM細(xì)胞毒性、CHL細(xì)胞的DNA損傷以及GJIC功能抑制作用更加明顯，其交互作用具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。極差分析表明，在發(fā)揮聯(lián)合作用