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六价铬致DNA损伤机制的研究进展
六价铬致DNA损伤的几种常见形式及机制包括DNA断裂、8-羟脱氧鸟嘌呤形成、DNA加合物的形成及碱基突变等.目前有效的拮抗六价铬致DNA损伤的物质主要包括维生素C和一些植物性的物质.本文主要对六价铬致DNA损伤的常见形式、机制及两种拮抗损伤的物质作一简述.
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饮水铬暴露对人体肝肾功能及氧化应激影响的调查
目的 分析西部某县饮水铬暴露对人体肝肾功能及氧化应激损伤情况,为制定防治措施提供科学依据.方法 对该县随机抽取的5个水源点饮用水六价铬(Cr6+)含量进行检测;并对暴露组和对照组村民进行尿铬含量、肝肾功能指标检查及外周血氧化应激指标检测.结果 饮用水中Cr6+质量浓度平均超过国家标准的2.82 ～3.22倍;暴露组人群尿铬水平显著高于对照组(P =0.000);肝肾功能检测指标中,暴露组ALT、CRE和β2-MG显著高于对照组(P＜0.01);氧化应激指标检测中,暴露组GSH-Px活性显著升高(P＜0.01),而CAT的活性明显低于对照组(P＜0.01),外周血MDA含量GST和SOD活性在两组之间差异无统计学意义(P＞0.05).结论 饮用铬超标2.82 ～ 3.22倍的饮用水人群肝肾功能损伤不明显,但会对机体产生氧化应激损伤.
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160六价铬诱导P53蛋白活化的机制
本研究探讨了Cr(Ⅵ)诱导P53活化的机制.培养人肺上皮细胞系A549并进行传代.取3×105A549细胞转入一个6孔平皿,于37℃下温孵24h,立即转染1μg报告质粒和1μg β-半乳糖苷酶(β-Gal)质粒,温孵过夜后冲洗,加入含10%FBS的F-12K培养基,再培养24h后加入5、10、20、50和100μmol/L的Cr(Ⅵ)溶液处理(未经处理的为对照),然后加入400μl报道溶解缓冲液,在4℃下抽提细胞2h;取80μl细胞溶解产物测量虫荧光素酶和β-Gal活性,结果以β-Gal标化的相对P53活性(与对照相比)来表示.另取经Cr处理后的A549细胞,抽提细胞经声处理断裂DNA和减少粘度,然后取20μl全细胞溶解产物加热、离心,进行蛋白印迹分析(Westernblot).取细胞溶解产物、20μlRecin/TNT(1:10)和10μg抗体在4℃下温孵过夜并离心,取上清进行Western blot反应.
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铬(Ⅵ)的基因毒性作用
三价铬[Cr(Ⅲ)]是人体必需微量元素,在糖代谢和脂代谢中发挥重要作用.六价铬[Cr(Ⅵ)]毒性较大,对人类有致畸、致癌作用.铬对人类的毒性主要表现在基因毒性方面.Cr(Ⅵ)的基因毒性研究主要包括铬及其代谢产物导致DNA的损伤、基因表达和生存信号的变化、肿瘤的形成及致畸作用.
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维生素C对Cr(Ⅵ)诱导大鼠淋巴细胞DNA-蛋白质交联的时序效应
目的在体外试验系统,探讨维生素C不同加入顺序对六价铬(Cr(Ⅵ))诱导大鼠外周血淋巴细胞DNA蛋白质交联(DPCs)的影响.方法 Cr(Ⅵ)染毒溶液用重铬酸钠配制,每种加入顺序设50、100和200μmol/L3个维生素C质量浓度组,用KCl-SDS沉淀-荧光分光光度法检测维生素C在Cr(Ⅵ)染毒前、同时染毒和染毒后加入时的血淋巴细胞DPCs形成率.结果单独Cr(Ⅵ)处理组其细胞DPCs形成率随染毒质量浓度的增加而增加,维生素C(200μmol/L)处理对细胞DPCs形成率无影响.维生素C在Cr(Ⅵ)处理细胞前2 h加入,其DPCs形成率和DPCs系数明显高于阴性对照组与Cr(Ⅵ)处理组,二者差异有显著性(P＜0.05);维生素C与Cr(Ⅵ)同时处理细胞,中、高质量浓度维生素C组DPCs形成率和DPCs系数明显低于Cr(Ⅵ)处理组,差异有显著性(P＜0.05);在Cr(Ⅵ)处理后2 h加入维生素C,与Cr(Ⅵ)处理组比较,细胞DPCs形成率和DPCs系数无明显变化.结论维生素C加入顺序不同对Cr(Ⅵ)诱导细胞DPCs形成的影响不同,维生素C与Cr(Ⅵ)同时加入时对Cr(Ⅵ)引起的细胞DNA损伤有保护作用.
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六价铬对发育期大鼠海马神经细胞凋亡和学习记忆的影响
目的 探讨六价铬(Cr6+)暴露对发育期大鼠海马CA1区神经细胞凋亡和学习记忆能力的影响及其作用机制.方法 选择SPF级健康孕期SD大鼠12只,待仔鼠出生后将孕鼠随机分为对照(双蒸水)组、重铬酸钾溶液染毒组(染毒剂量分别为0.8、4和20 mg/kg·bw).仔鼠出生后第1天起通过母乳染毒,进食阶段(21 d后)采用经口灌胃染毒,1次/d,连续染毒6个月.选取各组雄性子代大鼠进行实验.采用原子吸收分光光度计检测血液中Cr6+的含量;Morris水迷宫试验评价学习记忆能力;苏木素-伊红(HE)染色观察海马CA1区神经元形态学变化;免疫组织化学检测Caspase-3以观察海马神经元凋亡数量;酶联免疫吸附试验(ELISA法)检测脑组织中炎症因子TNF-α、IL-1β的含量.结果 重铬酸钾各染毒组大鼠的学习记忆能力均低于对照组(P＜0.05);重铬酸钾各染毒组血液中Cr6+的含量均高于对照组(P＜0.05)差异有统计学意义;HE染色显示各染毒组海马CA1区神经元随染毒剂量增加呈现出不同程度的细胞间隙增宽,细胞排列稀疏紊乱,部分细胞体积减小等病理改变;免疫组化染色显示随着重铬酸钾浓度的增加,活化的Caspase-3阳性细胞数量明显增多;重铬酸钾各染毒组大鼠脑组织中TNF-α、IL-1β的含量均高于对照组(P＜0.05),差异有统计学意义.结论 Cr6+暴露损害大鼠学习记忆能力的作用机制可能与Cr6+导致炎症因子增多,造成海马CA1区神经元凋亡有关.
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硒对六价铬诱导L-02肝细胞DNA损伤的影响
目的研究硒(Se)对六价铬Cr(Ⅵ)诱导肝细胞DNA损伤的影响,探讨Se对Cr(Ⅵ)中毒预防的可能性.方法分别用8和32μmol/L重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液处理在含有0.1和10μmol/L亚硒酸钠(Na2SeO3)中培养的L-O2细胞,采用单细胞凝胶电泳(SCGE)检测L-02肝细胞DNA损伤程度.结果8和32μmol/L K2Cr2O7单独作用时,可引起L-02肝细胞DNA损伤.当Na2SeO3与K2Cr2O7联合作用时,0.1μmol/L NaSeO3对8、32 μmol/L K2Cr2O7诱导的DNA损伤存在明显的拮抗作用,而10 μmol/L Na2SeO3单独存在与K2Cr2O7相互作用均具有诱导DNA损伤的作用.结论Se对L-02肝细胞DNA损伤的影响具有剂量依赖性,即Se在较低处理组水平具有降低Cr(Ⅵ)对L-02肝细胞DNA损伤的作用,在高处理组水平能诱导细胞DNA损伤.
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硒在Cr(Ⅵ)诱导肝细胞氧化应激中的作用
目的通过体外试验系统,在不同处理浓度水平,探讨抗氧化剂硒(Se)对六价铬(Cr(Ⅵ))所致L-02肝细胞氧化损伤的保护作用,以寻求Cr(Ⅵ)生物损害的防治措施.
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铬对鲤血清电解质水平及鱼体铬蓄积量分析
目前,我国食品卫生标准中仅规定了总铬的限量.签于Cr6+和Cr3+的毒性差异很大,我们认为对食品中的铬只作总量分析是不完善的,只有分别了解食品中三价铬和六价铬的含量,才能给出食品营养与卫生的确切依据.
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锌诱导的金属硫蛋白对大鼠亚急性铬性肝损伤的作用
目的采用硫酸锌预处理事先诱导金属硫蛋白(MT)的合成,观察MT对SD大鼠亚急性铬性肝损伤的作用.
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hOGGl基因在Cr(Ⅵ)诱导线粒体DNA氧化损伤中的作用
目的 探讨hOGG1基因在Cr(Ⅵ)诱导线粒体DNA氧化损伤中的修复作用.方法 取不同浓度的Cr(Ⅵ)(0、2、8和32μmol/L)处理L-02肝细胞24h,分别测定细胞内活性氧簇(ROS)与hOGG1 mRNA表达水平和线粒体内8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)与hOGG1基因表达的人类8-羟基鸟嘌呤DNA糖苷酶蛋白(hOGG1蛋白)水平.结果 8μmol/L和32μmol/L剂量组与对照组比较,细胞内ROS平均水平及线粒体内8-OhdG平均水平均明显增加(P＜0.05),而hOGGl基因mRNA水平和线粒体内hOGG1蛋白水平,与对照组比较,2μmol/L剂量组两者水平均上升(P＜0.05),32 μmol/L剂量组两者水平均降低(P＜0.05).结论 Cr(Ⅵ)可诱导细胞内ROS水平增加,引起线粒体DNA氧化损伤,而hOGGl基因表达水平的改变,影响了线粒体DNA的修复能力.hOGGl基因在Cr(Ⅵ)诱导线粒体DNA氧化损伤中起到了重要的作用.
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六价铬还原菌Cr4-1的鉴定和还原影响因素的优化
目的 对六价铬[Cr(Ⅵ)]还原菌Cr4-1进行鉴定,并给出细菌生长和Cr(Ⅵ)还原的较好条件.方法 采用生理生化法和16s rDNA测序法,对细菌Cr4-1进行鉴定,并分别研究温度、pH、初始Cr(Ⅵ)浓度和摇床转速对细菌生长和Cr(Ⅵ)还原效果的影响,用质量平衡法分析还原反应终产物.结果 从驯化后的活性污泥中筛选的Cr(Ⅵ)还原菌Cr4-1,经鉴定为蜡样芽孢杆菌.细菌生长的较好条件为:25℃,pH 7～8,摇床转速200 r/min;还原Cr(Ⅵ)的适宜温度为35℃,pH8～9.Cr(Ⅵ)初始浓度从20 mg/L增加至60 mg/L,还原效果呈下降趋势.在较好的还原条件下,Cr(Ⅵ)初始浓度为30 mg/L时,9h的还原率可达100％,还原反应终产物为可溶性三价铬.结论 细菌Cr4-1为高效Cr(Ⅵ)还原菌,还原终产物为可溶性三价铬.
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Cr(Ⅵ)干涉VDAC1 mRNA表达与细胞内ATP水平的联系
目的 探讨Cr(Ⅵ)对细胞内电压依赖性离子通道(VDAC1) mRNA表达和三磷酸腺苷(ATP)水平的干涉效应及其之间的联系.方法 实验共分成6个处理组,分别用O、2、4、8、16和32μmol/L Cr(Ⅵ)染毒处理12、24和36 h,然后用逆转录荧光定量聚合酶链反应(RT-qPCR)和荧光素生物发光法分别检测细胞内VDAC1mRNA和能量ATP水平.结果 (1)细胞内VDACl mRNA表达在12h明显低于对照组水平,在24h表达水平有所增加,染毒36h后,各剂量组均明显增加,平均增加至对照组的2.65倍;(2)细胞内ATP含量在12h增高,高剂量组(2μmol/L)尤为明显,在24h后细胞内ATP水平明显下降,染毒36h后,低剂量(2μmol/L和4μmol/L)组ATP含量又回升至对照水平,在高浓度(8、16和32μ mol/L)组,ATP仍处较低水平;(3)相关分析显示,细胞内VDAC1 mRNA表达与ATP水平之间呈中度负相关(r=0.604,P＜0.05).结论 Cr(Ⅵ)对细胞内ATP水平的干涉效应与VDAC1 mRNA表达异常有关,VDAC1 mRNA表达增加是Cr(Ⅵ)诱导细胞内能量ATP水平降低的分子机制之一.
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六价铬诱导L-02肝细胞凋亡与线粒体功能损伤的关系研究
目的研究六价铬[Cr(Ⅵ)]对L-02肝细胞凋亡率和线粒体功能的影响,初步探讨二者之间的关系.方法选取0、2、4、8、16、32和64μmol/L Cr(vⅥ)溶液处理L-02肝细胞6h,采用流式细胞分析检测细胞凋亡率;荧光分光光度法检测线粒体膜通透性转运孔(PTP)的开放程度和线粒体膜电位(△ψ,m)的变化.结果2～64μmol/L Cr(Ⅵ)对L-02肝细胞具有细胞毒性,随着Cr(Ⅵ)浓度的增加L-02肝细胞凋亡率升高;线粒体PTP开放程度增加;线粒体膜电位(△ψm)降低,且与对照组比较差异均有显著性(P＜0.05).结论Cr(Ⅵ)诱导L-02肝细胞凋亡与线粒体功能损伤有关.
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维生素C在Cr(Ⅵ)诱导L-02肝细胞氧化损伤中的双面作用
铬是人类环境中常见的重金属污染物之一,可通过污染食物或饮用水对人类健康带来严重危害.铬有多种不同的化合价态,其化学性质较为稳定的有六价铬[Cr(Ⅵ)]和三价铬(Cr(Ⅲ)).普遍认为,Cr(Ⅵ)的细胞毒性比Cr(Ⅲ)大,其主要原因是Cr(Ⅲ)不易通过细胞膜,Cr(Ⅵ)则以Cr2 O2-7形式借助于细胞膜SO3-4、HPO2-4阴离子通道进入细胞内,在细胞内易被还原性物质逐步还原成Cr(V)、Cr(Ⅳ)与Cr(Ⅲ),在其还原过程中产生含氧自由基,后者在Cr(Ⅵ)诱导的细胞毒效应中起重要作用[1～3].维生素C(VC)是一个良好的电子供体,易失去电子,在生物体内具有较好的还原性[4].VC对Cr(Ⅵ)细胞毒性的影响可能存在"双面性",一方面,VC在细胞外可将Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ),从而通过影响Cr(Ⅵ)透过细胞膜的能力使其毒性降低.另一方面,VC在细胞内将Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ)过程中可产生自由基,后者对细胞生物大分子产生氧化损伤,而从增加Cr(Ⅵ)的细胞毒性[5].本研究用VC预处理L-02肝细胞一定时间后,通过洗脱与不洗脱VC两种处理方式,测定细胞内与细胞外总铬含量及细胞氧化损伤程度,以了解VC对Cr(Ⅵ)透过细胞膜以及诱导细胞氧化损伤的作用.
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石墨炉原子吸收法测定食品中六价铬
目的 建立食品中Cr(Ⅵ)的测定方法.方法 以10％的盐酸作为浸提液,样品通过微波120℃浸提15 min,提取液经Waters MAX小柱(500 mg,6 cc)分离后用5％氨水淋洗,然后将淋洗液定容,经石墨炉原子吸收法间接测量Cr(Ⅵ)含量.结果 该方法在1～10 μg/L的线性范围内具有良好的线性关系,r＞0.999,方法检出限为0.008 7 mg/kg,回收率均在90.24％～108.06％之间,RSD为3.19％ ～6.01％.结论 该方法简便、快速、灵敏和准确,适合蔬菜、水果、谷物以及保健食品中Cr(Ⅵ)的检测.
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离子色谱-直接紫外检测法测定食品接触材料中的六价铬迁移量
目的 建立一种离子色谱-直接紫外检测法测定食品接触材料中六价铬迁移量的新方法.方法 样品经碱性食品模拟物(碳酸钠-盐酸,pH =8.5)浸泡后,使用氯化铵-氨水溶液为淋洗液,IonPacA S7 (4 mm×250 mm)阴离子分析柱分离,以紫外检测器在350 nm波长直接检测.结果 本方法在0.001 ～0.5 mg/L范围内线性关系良好,线性方程为y=10.8554x+0.00472,r=0.999 9,检出限为0.000 3 mg/L,定量限为0.001 mg/L,样品加标回收率为88％～113％,相对标准偏差(n=6)为1.9％ ～9.0％.结论 本方法具有灵敏度高、准确性好、检出限低、操作简便易行等特点,适用于日常样品检测.
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广州市市售大米中铬污染水平及健康风险评价
目的 了解广州市市售大米中铬污染情况,评价重金属铬经大米途径摄入的健康风险.方法 广州市市售大米经微波-离子交换柱分离,以石墨炉原子吸收法直接测定总铬、六价铬含量,采用国家标准GB 2762-2012《食品安全国家标准食品中污染物限量》规定的限量值评价大米中重金属铬的污染水平.采用2002年广东省居民膳食营养与健康状况调查数据,评价不同人群通过大米途径对铬的膳食暴露情况,并参照中国营养学会对总铬的高上限标准以及美国环保局(EPA)的《致癌风险评价指南》为标准,对大米中的总铬和六价铬进行人群的健康风险评价.结果 广州市市售大米样品中总铬、六价铬的检出率均为100％,总铬的超标率为26.67％(8/30),重金属铬污染对人群的健康危害低于中国营养学会标准,成人低于EPA标准,但是14岁以下儿童健康风险高于EPA标准.结论 广州市市售大米受到铬污染,广州市居民成人经大米途径摄入重金属铬的健康风险较低,但是对14岁以下暴露儿童可能存在潜在危害,需采取有效措施防止大米铬污染.
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铬与健康研究进展(综述)
铬参与人体糖和脂肪代谢，对人体的健康有着重要的生理功能，是人体的必需微量元素。铬被确定为必需微量元素的主要依据是它能恢复大鼠葡萄糖耐量的作用。铬常见的氧化态是+2、+3和+6价，只有三价铬是人体必需的。自然界中的铬以三价稳定。生物体内三价铬也是为稳定的存在形式，这是因为三价铬很容易和配位体生成一种比较稳定的络合物。六价铬是一种强氧化剂，对人体有毒。目前关于铬与人体健康的研究报道很多，现将近几年的有关研究做一综述。
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铬酸盐生产工人DNA氧化损伤及全基因组DNA低甲基化与叶酸缺乏有关
接触六价铬[Cr(Ⅵ)]可导致DNA损伤、遗传不稳定性及患癌风险增加.叶酸缺乏会影响DNA甲基化,降低遗传物质的稳定性.然而,铬酸盐工人的叶酸缺乏与DNA损伤之间的关系尚不明确.Wang等将115名铬酸盐生产工人作为研究对象,以无铬接触史的60名当地健康工人作为对照,比较了两组人群空气铬接触水平及外周血红细胞铬含量,并分析了血清叶酸、血浆总同型半胱氨酸变化及其与氧化损伤相关指标和全基因组DNA甲基化情况的相关性.结果显示,铬盐接触工人外周血红细胞有明显铬富集,伴随血清叶酸显著下降.且叶酸下降与尿8 -OHdG、DNA链断裂和全基因组DNA低甲基化有关.这些发现表明慢性职业铬酸盐接触可以引起叶酸缺乏,后者可能进一步促进DNA损伤和全基因组DNA低甲基化.由此,作者认为,给铬酸盐接触者适当补充叶酸可能有利于增加遗传物质的稳定性,减少癌症发生的风险.
