53非依賴性信號通路在苯并(a)芘致細(xì)胞死亡中的調(diào)控機(jī)制研究.pdf

1、多環(huán)芳烴類化合物(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs)是廣泛分布于環(huán)境中的污染物。其代表性污染物苯并(a)芘(benzo[a]pyrene，BaP)是第一個被發(fā)現(xiàn)的環(huán)境化學(xué)致癌物，因其具有高致癌活性，并對人體健康有嚴(yán)重的危害而備受相關(guān)研究領(lǐng)域的關(guān)注。工業(yè)生產(chǎn)、交通運輸以及生活環(huán)境中有機(jī)物的熱分解與不完全燃燒均可成為BaP污染源。長期以來，大量有關(guān)BaP的實驗研究和流行病學(xué)研究證據(jù)表明：BaP可致嚙

2、齒類動物的多種腫瘤；人類肺癌與BaP的暴露有密切的關(guān)聯(lián)性。然而，BaP的致癌機(jī)制仍有待闡明。早先的研究雖已涉及BaP致細(xì)胞周期阻滯、細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死的調(diào)控機(jī)制，但因受相關(guān)學(xué)科理論與技術(shù)的制約，多數(shù)研究僅局限于抑癌基因P53參與的細(xì)胞信號調(diào)節(jié)通路。近年來，學(xué)者已開始關(guān)注非P53直接介導(dǎo)的信號通路在BaP致細(xì)胞生長和增殖中的調(diào)控作用。研究發(fā)現(xiàn)：p53家族成員之一P73的表達(dá)上調(diào)與BaP的暴露密切相關(guān)，而且核轉(zhuǎn)錄因子KappaB(nucle

3、ar factor kappa B，NFκB)和c-Jun氨基末端激酶(c-Jun amino-terminal kinase，JNK)也參與了BaP致細(xì)胞DNA損傷的應(yīng)答反應(yīng)。但是，迄今有關(guān)P53非依賴性信號通路在BaP致細(xì)胞毒性中的作用機(jī)制仍不清楚。細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死是細(xì)胞死亡的兩種方式。細(xì)胞凋亡是細(xì)胞自發(fā)的、可調(diào)控的死亡過程，此過程中凋亡的細(xì)胞發(fā)生體積收縮、染色質(zhì)凝集和細(xì)胞核塌陷等一系列變化。在正常情況下，細(xì)胞凋亡屬于正常耗能的生

4、理過程，不引起炎癥反應(yīng)。細(xì)胞壞死則是由高溫、輻射、強(qiáng)酸或強(qiáng)堿、缺氧或營養(yǎng)不良等因素刺激細(xì)胞產(chǎn)生的一種被動性死亡過程。一般情況下，細(xì)胞的壞死可導(dǎo)致炎癥反應(yīng)。細(xì)胞壞死是受細(xì)胞某些內(nèi)在機(jī)制所調(diào)控的、有規(guī)律的細(xì)胞死亡形式。當(dāng)調(diào)控細(xì)胞凋亡的細(xì)胞因子被抑制時，細(xì)胞的死亡形式可由趨向凋亡轉(zhuǎn)為趨向壞死。大量的研究還發(fā)現(xiàn)，線粒體在細(xì)胞死亡模式的轉(zhuǎn)換過程中有著重要的作用。細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵標(biāo)志之一就是線粒體內(nèi)的細(xì)胞色素c從線粒體釋放到胞漿。此外，線粒體電子傳遞

5、鏈上產(chǎn)生的具有細(xì)胞毒性的ROS已被證實是導(dǎo)致細(xì)胞壞死的一個直接原因。進(jìn)一步的研究還發(fā)現(xiàn)：細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死時均能檢測到線粒體膜通透性的變化；線粒體膜通透性的降低能直接導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)ATP水平下調(diào)，進(jìn)而決定著細(xì)胞選擇何種死亡方式。研究結(jié)果表明：相同濃度BaP處理不同細(xì)胞株可導(dǎo)致細(xì)胞凋亡或細(xì)胞壞死；NFκB和JNK細(xì)胞信號通路與細(xì)胞死亡模式的轉(zhuǎn)換密切相關(guān)。但是，BaP致細(xì)胞不同死亡模式之間的轉(zhuǎn)換機(jī)制仍有待闡明。本研究建立了人胚肺成纖維細(xì)胞(MR

6、C-5)，p53基因缺失的人肺腺癌細(xì)胞(H1299)和p53基因缺失的人肝癌細(xì)胞(Hep3B)三種細(xì)胞的BaP染毒模型，并在此基礎(chǔ)上，運用細(xì)胞分子生物學(xué)技術(shù)，如流式細(xì)胞術(shù)、實時熒光定量PCR、表面等離子共振(Surface Plasmon Resonance，SPR)技術(shù)和western blotting等技術(shù)研究BaP對不同靶細(xì)胞生長和死亡的影響，并重點探索了P53非依賴性細(xì)胞信號通路在BaP致細(xì)胞損傷應(yīng)答反應(yīng)中的作用，可望為闡明Ba

7、P的分子毒性機(jī)制提供依據(jù)。BaP誘導(dǎo)了Hep3B細(xì)胞(p53-null)內(nèi)ROS累積和細(xì)胞DNA的損傷，在達(dá)到一定程度時可激活細(xì)胞NFκB和JNK細(xì)胞信號通路共同調(diào)控Hep3B細(xì)胞p53非依賴性細(xì)胞壞死與細(xì)胞凋亡之間的轉(zhuǎn)換過程。Bcl-2/Bax值的變化在Hep3B細(xì)胞壞死與細(xì)胞凋亡轉(zhuǎn)換過程中有關(guān)鍵的作用。創(chuàng)新點：1．首次發(fā)現(xiàn)BaP致細(xì)胞壞死為P53和P73非依賴性細(xì)胞信號通路所介導(dǎo)，為進(jìn)一步在分子水平研究BaP致細(xì)胞壞死的機(jī)制提供了科