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目的:喹乙醇是一种人工合成的抗菌促生长剂,因其具有效率高、毒性低、残留少等特点,在中国作为饲料添加剂广泛使用。喹乙醇药物毒性作用原理和相关机制尚不明确,对药物使用剂量范围没有明确规定。由于喹乙醇药物使用不当,大量动物中毒死亡事件时有发生,直接或间接危及人类健康。本试验对喹乙醇诱导人胚肾HEK-293细胞毒性相关指标进行检测,通过观察细胞氧化应激的产生和溶酶体、线粒体膜稳定性的改变,从而探讨喹乙醇对DNA链断裂损伤可能遗传毒性机制,为进一步评估喹乙醇对人类健康的影响提供试验依据。方法:在本次试验中,选择人胚肾HEK-293细胞为研究对象,通过单细胞凝胶电泳(SCGE)试验技术检测并观察喹乙醇对细胞DNA的损伤情况;WesternBlotting免疫印记技术用于检测DNA损伤相关蛋白p53的表达水平;Real-timePT-PCR技术用于检测DNA损伤相关基因ATM和p53的表达水平。为探讨其可能的遗传毒性机制,荧光分光光度计对以下指标进行检测:吖啶橙(AO)染色法用于检测细胞内溶酶体膜稳定性;2’,7’—二氢二氯荧光素(DCFH-DA)染色法用于检测细胞内ROS水平;苯二醛(OPT)染色法用于检测细胞内GSH水平;罗丹明123(Rhodamine123)染色法用于检测细胞内线粒体膜电位。地昔帕明(50μM)和N-乙酰半胱氨酸(N-Acetylcysteine,NAC)(10mM)分别作为溶酶体膜稳定性和氧化损伤的保护剂,对HEK-293细胞进行预处理,为探讨喹乙醇诱导HEK-293细胞DNA链断裂损伤相关途径机制提供依据。试验结果用SPSS13.0进行统计分析。结果:HEK-293细胞经不同浓度喹乙醇(200、400、800μg/ml)药物处理2h,试验结果分析得出:尾长(Tail Length)分别为42.88μm,74.10μm,84.16μm;尾DNA百分含量(Tail DNA%)分别为34.06%,36.30%,50.83%;尾矩(Tailmoment)分别为15.69μm%,28.72μm%,43.95μm%,与空白对照组比较,200-800μg/ml药物处理组均有统计学差异(P<0.01)且呈剂量依赖关系。喹乙醇(200,400,800μg/ml)作用细胞2h,与空白对照组比较,细胞内AO的荧光强度分别增加了24.66%,34.93%,48.07%(P<0.05,P<0.01);浓度为800μg/ml药物处理组ROS水平升高了67.89%(P<0.01);浓度为400μg/ml和800μg/ml药物处理组GSH水平分别下降了26.92%和41.58%(P<0.01)。喹乙醇(200,400,800μg/ml)作用细胞12h,与空白对照组比较,浓度为400μg/ml和800μg/ml药物处理组细胞内线粒体膜电位分别下降了30.08%和44.95%(P<0.01);浓度为400μg/ml和800μg/ml药物处理组p53蛋白表达量显著增加(P<0.01),p53和ATM基因的表达水平显著升高(P<0.01),呈剂量依赖关系。地昔帕明(50μM)预处理HEK-293细胞1h,与喹乙醇(800μg/ml)单独染毒剂量组相比,细胞内AO荧光强度下降了42.21%(P<0.01);NAC(10mM)预处理HEK-293细胞1h,与喹乙醇(800μg/ml)单独染毒剂量组相比,ROS水平下降了36.74%(P<0.01),而GSH水平相对升高了70.65%(P<0.01);两种保护剂的干预都可以有效减轻喹乙醇引起的DNA链断裂损伤,使彗星拖尾明显减小。结论:喹乙醇可以诱导人胚肾HEK-293细胞DNA损伤,使DNA损伤相关蛋白p53和损伤基因ATM、p53表达上调。喹乙醇诱导细胞DNA损伤的作用机制与溶酶体途径有关:喹乙醇通过改变溶酶体膜通透性,释放一些酸性水解酶,从而导致DNA损伤。地昔帕明作为酸性鞘磷脂酶的抑制剂,通过抑制溶酶体的水解酶类,从而保护溶酶体膜稳定性,抑制p53蛋白的表达,减轻喹乙醇诱发的DNA链断裂损伤;喹乙醇诱导细胞DNA损伤与细胞内氧化损伤有关:NAC作为一种有效的抗氧化剂,可以降低细胞内氧化应激水平,升高GSH水平,使p53蛋白表达量减少,从而抑制喹乙醇对HEK-293细胞DNA损伤;喹乙醇诱导细胞DNA损伤与线粒体途径有关:喹乙醇可以通过降低线粒体膜稳定性,从而导致DNA链断裂损伤。通过时间点试验验证,喹乙醇作用HEK-293细胞2h可以引起溶酶体膜稳定性的改变并使细胞处于氧化应激状态,而线粒体膜稳定性未发生明显变化;药物作用时间延长至12h,细胞线粒体膜稳定性显著下降。由此推出:喹乙醇诱导HEK-293细胞DNA链断裂损伤,首先使溶酶体膜遭到破环,产生ROS,漏出的酸性水解酶和氧化自由基共同作用线粒体,使线粒体膜稳定性下降。