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《山西大学》 2004年
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二氧化硫对小鼠不同组织器官的氧化应激、DNA损伤及细胞因子的影响

武冬梅  
【摘要】: 二氧化硫(Sulfur dioxide,SO_2)是一种常见的对人体健康危害较大的大气污染物,可引起气管炎、哮喘、肺气肿等多种呼吸道疾病,甚至与肺癌的发生有关。研究发现,SO_2及其衍生物可引起人外周血淋巴细胞、小鼠骨髓细胞、中国仓鼠肺成纤维细胞等哺乳动物细胞的染色体畸变、姊妹染色单体交换及微核的形成。但二氧化硫是通过何种毒性机制作用于遗传物质及其它生物大分子而引起毒理作用,仍未完全阐明。而二氧化硫吸入可引起哺乳动物脂质过氧化已被许多研究所证实。本文在整体动物水平上研究了不同浓度二氧化硫吸入后小鼠组织谷胱甘肽氧化还原系统(Glutathione Redox System)的动态变化规律;二氧化硫所致氧化损伤的防护作用研究;二氧化硫和大气颗粒物中亲气性重金属元素铅对DNA的联合损伤作用。另外还从分子免疫学角度研究了二氧化硫吸入后小鼠血清中细胞因子的变化,上述研究结果进一步明确了氧化应激很可能是二氧化硫的重要毒性作用机制。 本研究利用生化毒理学技术研究了不同浓度二氧化硫吸入(22±2mg/m~3,64±3mg/m~3,148±23mg/m~3)对纯系昆明小鼠脑、肺、心、肝、肾、脾六种组织的谷胱甘肽还原酶(Glutathione reductase,GRed)、谷胱甘肽硫转移酶(Glutathione S-transferase,GST)和葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(Glucose 6-phosphme dehydrogenase,G6PD)活性的影响,结果表明SO_2吸入使小鼠不同组织的谷胱甘肽氧化还原系统发生了改变,表现为随着SO_2吸入浓度的增加,该系统中的抗氧化酶活性的显著变化和抗氧化物质水平的显著降低,且存在着组织差异性。进一步明确了机体的所有损伤(代谢过程变化、细胞膜损伤、酶失活以及遗传物质改变)均可能与SO_2吸入所致谷胱甘肽氧化还原系统发生显著变化有直接或间接的关系。通过腹腔注射沙棘油对小鼠抗二氧化硫所致氧化损伤作用的研究表明:注射沙棘油后,SO_2吸入组小鼠的肝、肺组织脂质过氧化物水平(Lipid peroxidation,LPO)都有不同程度的降低,GST活性均有不同程度的升高,且沙棘油高剂量组(分别相当于6ml沙棘油/kg体重,8ml沙棘油/kg体重)的变化要大;肺组织的变化比肝脏组织显著,即沙棘油对肺脏的保护作用较肝脏明显。 为了明确大气颗粒物中的重要组分——铅在二氧化硫所致DNA损伤中的作用程度,利用单细胞凝胶电泳技术(Single cell gel electrophoresis,SCGE,或称彗星实验,Comet Assay)研究了铅与二氧化硫的联合污染,结果表明在42mg/m~3SO_2和0.2%醋酸 摘要一ABSTRACT 铅单独及联合染毒条件下,小鼠脑、肺、肾、脾细胞DNA迁移距离均比对照显著增加; 铅加剧了50:对脑、肾、脾细胞核DNA的损伤程度;50:对肺细胞核DNA的损伤程度 要比铅的损伤大,小鼠肺细胞核DNA迁移距离在50:和醋酸铅联合作用组与醋酸铅单 独作用组间有极显著性差异(P0.01),而与502单独作用组间没有显著性差异。即502 和醋酸铅均可引起小鼠组织细胞的DNA损伤,它们对脑、肺、脾、肾的损伤程度不同, 在一定条件下存在明显的协同效应,可以增强彼此的毒性作用。 利用双抗体夹心酶联免疫吸附法(Enzymes Linked Immunosorbant Assays,ELISA法) 从分子免疫水平研究了二氧化硫吸入后小鼠外周血液血清中细胞因子的变化,发现502 吸入后小鼠血清中的白细胞介素6(Interle砍in一6,IL一6),肿瘤坏死因子a(Tumor neerosis factor一a,诩F一a)和转化生长因子pl(肠ansforming growth factor-pl,TGF一pl)的水平 均发生了变化,14mg/m3的502吸入后小鼠血清TNF一Q显著升高(P0.05),TGF一pl及 IL一6没有发生显著性变化;而28m留m,,56mg/m3的502作用后IL一6和TNF一。的水平升高, 而TGF一pl的水平下降,但统计学差异不显著。研究结果表明502吸入后小鼠血清中的 致炎因子水平升高,而抗炎因子的水平下降,即二氧化硫吸入有免疫毒性,但在三个浓 度间的变化存在有差异,其详细作用机制还有待我们进一步深入研究。
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