苯職業(yè)暴露人群代謝組學(xué)及苯對(duì)K562細(xì)胞線粒體功能影響的研究.pdf

1、職業(yè)苯暴露的健康危害是中國(guó)的重大公共衛(wèi)生問(wèn)題。本研究通過(guò)代謝組學(xué)法分析獲得與苯暴露及慢性苯中毒所致造血毒性相關(guān)的特異性血清代謝標(biāo)志物及代謝通路;同時(shí)研究1，4-苯醌對(duì)K562細(xì)胞毒性及線粒體功能的影響;在此基礎(chǔ)上探討與苯造血毒性相關(guān)的差異代謝產(chǎn)物左旋肉堿干預(yù)對(duì)1，4-苯醌染毒后的K562細(xì)胞氧化應(yīng)激及線粒體功能的影響。
　　第一章 苯職業(yè)暴露與慢性苯中毒人群血清的代謝組學(xué)研究
　　按照1∶1配對(duì)原則，分別收集苯暴露及健康對(duì)照

2、各30例，慢性苯中毒及健康對(duì)照各30例，按性別、年齡進(jìn)行匹配。利用液相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜技術(shù)，檢測(cè)苯暴露職業(yè)人群及慢性苯中毒人群血清中小分子代謝物質(zhì)的變化。采用MassHunter軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分子特征提取，以主成分分析方法分析苯暴露與慢性苯中毒不同結(jié)局的代謝譜及小分子代謝產(chǎn)物的變化規(guī)律。
　　總離子圖結(jié)果顯示，苯暴露與健康對(duì)照在保留時(shí)間為1min到3min和7min到12min可觀察到兩組之間明顯的差異，慢性苯中毒與健康對(duì)照在保

3、留時(shí)間為1min到3min和8min到11min可觀察到明顯差異。PCA分析結(jié)果顯示苯暴露與健康對(duì)照及慢性苯中毒與健康對(duì)照都能在三維空間完全分開(kāi)，提示苯暴露與健康對(duì)照及慢性苯中毒與健康對(duì)照之間的血清代謝譜存在差異。通過(guò)對(duì)苯暴露與健康對(duì)照血清中差異代謝物分析，篩選出了3種溶血磷脂、膽紅素、脫氧膽酸甘氨酸、胡椒醇B、桑呋喃A、左旋肉堿、肉桂酸肉堿、2-辛烯二酸、天竺葵酸、1-吡咯啉基-4-羥基-2-甲酸乙酯、胱硫醚亞砜這13種代謝產(chǎn)物可能是

4、苯職業(yè)暴露潛在的生物標(biāo)志。通過(guò)分析慢性苯中毒與健康對(duì)照血清中差異代謝物，篩選出了3種溶血磷脂、膽紅素、胡椒醇B、左旋肉堿、亞油酸肉堿、吡咯啉羥基羧酸、甘氨酰酪氨酸這9種代謝產(chǎn)物可能是慢性苯中毒潛在的生物標(biāo)志。
　　第二章 苯對(duì)K562細(xì)胞線粒體功能影響的研究
　　分別以終濃度為0、10、20、40μmol/L的1，4-苯醌處理K562細(xì)胞24h，采用CCK-8實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞周期實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞凋亡實(shí)驗(yàn)檢測(cè)1，4-苯醌對(duì)K562細(xì)胞的毒

5、性作用;通過(guò)檢測(cè)線粒體膜電位、ATP和ROS水平評(píng)價(jià)1，4-苯醌對(duì)K562細(xì)胞線粒體功能的影響;使用分光光度法檢測(cè)caspase-3酶的活性，蛋白印跡法檢測(cè)細(xì)胞色素C蛋白表達(dá)的變化。
　　結(jié)果顯示，與對(duì)照組相比較，1，4-苯醌染毒組K562細(xì)胞相對(duì)增殖率降低，細(xì)胞S期比例增加而G2期下降，凋亡率增加;隨著1，4-苯醌濃度的增加，ROS生成量逐漸增加、線粒體膜電位和ATP生成量則逐漸降低;caspase-3活性逐漸升高，細(xì)胞質(zhì)中細(xì)胞

6、色素C的蛋白表達(dá)增加，線粒體內(nèi)的細(xì)胞色素C的蛋白表達(dá)減少。
　　研究結(jié)果提示苯主要代謝產(chǎn)物1，4-苯醌可以抑制K562細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，改變細(xì)胞周期;1，4-苯醌可致K562細(xì)胞ROS水平上升，引起線粒體膜電位和ATP下降，誘導(dǎo)線粒體功能障礙;線粒體凋亡途徑在1，4-苯醌誘導(dǎo)K562細(xì)胞凋亡中發(fā)揮了作用。
　　第三章 左旋肉堿干預(yù)對(duì)1，4-苯醌染毒后的K562細(xì)胞氧化應(yīng)激的影響
　　如前所述，苯職業(yè)暴露人群及慢性

7、苯中毒人群血清代謝組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)左旋肉堿在苯暴露人群及慢性苯中毒人群中都下降。本章研究不同濃度左旋肉堿是否對(duì)1，4-苯醌染毒后的K562細(xì)胞氧化應(yīng)激及線粒體功能有影響。以0、10、20μmol/L1，4-苯醌染毒K562細(xì)胞，而后分別給予100μmol/L和500μmol/L的左旋肉堿，同時(shí)設(shè)置陰性對(duì)照組。以流式細(xì)胞儀檢測(cè)細(xì)胞凋亡，JC-1線粒體膜電位法評(píng)價(jià)線粒體功能;MDA實(shí)驗(yàn)及彗星實(shí)驗(yàn)檢測(cè)左旋肉堿干預(yù)對(duì)1，4-苯醌染毒后K562細(xì)胞氧

8、化應(yīng)激及DNA損傷。
　　結(jié)果顯示，左旋肉堿干預(yù)后，K562細(xì)胞凋亡率無(wú)明顯改變，細(xì)胞ROS產(chǎn)生量減少，線粒體膜電位上升，MDA水平隨之減少，細(xì)胞尾部DNA含量和尾距都顯著降低。
　　研究結(jié)果提示左旋肉堿干預(yù)在一定程度上可以減輕1，4-苯醌對(duì)K562細(xì)胞的線粒體損傷及氧化應(yīng)激。
　　總結(jié):
　　綜上，通過(guò)對(duì)苯職業(yè)暴露人群及慢性苯中毒人群的血清進(jìn)行代謝組學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)3種溶血磷脂、膽紅素、脫氧膽酸甘氨酸、胡椒醇B、桑