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目的:通过体外A549细胞实验,在MnCl2(Manganese chloride,氯化锰)与其它二价金属混合暴露的情况下,检测细胞内金属浓度、细胞氧化损伤及转运体表达情况,探讨转运体对细胞内金属稳态及细胞氧化损伤的调控作用,旨在评价其它二价金属对Mn(Manganese,锰)暴露所致细胞毒性效应的影响及分子毒理机制,为防治职业环境Mn暴露诱导的毒性效应提供科学依据。方法:(1)采用0、200、400μM MnCl2分别处理A549细胞24 h后,应用MTT法测定其存活率。(2)分别以不同浓度的ZnSO4(Zinc Sulfate,硫酸锌)、FeSO4(Ferrous Sulfate,硫酸亚铁)、CuCl2(Copper Chloride,氯化铜)、Mg Cl2(Magnesium Chloride,氯化镁)、Ni Cl2(Nickel Chloride,氯化镍)、Co Cl2(Cobalt Chloride,氯化钴)、Cd Cl2(Cadmium Chloride,氯化镉)溶液处理A549细胞24 h,采用MTT法检测A549细胞存活率以确定其它二价金属的最大无作用剂量;采用MnCl2与其它二价金属混合暴露24 h后,收集细胞以备后续实验待用。(3)以反复冻融的方式裂解细胞,采用ICP-MS(Inductive Coupled Plasma Mass Spectrometer,电感耦合等离子体质谱仪)检测细胞内金属浓度,采用BCA蛋白浓度测定试剂盒测定细胞蛋白浓度。(4)DCFH-DA荧光探针检测ROS(Reactive oxygen species,活性氧)水平,WST-1法检测试剂盒测定总SOD(Superoxide dismutase,超氧化物歧化酶)活性。(5)Trizol法提取RNA并进行反转录,以RT-q PCR(Real Time Fluorescence Quantitative PCR,实时荧光定量PCR法)检测转运体SLC11A2(Solute carrier family 11 member 2,溶质载体家族11成员2,编码DMT1)、SLC39A8(Solute carrier family 39 member 8,溶质载体家族39成员8,编码ZIP8)、SLC39A14(Solute carrier family 39 member 14,溶质载体家族39成员14,编码ZIP14)、SLC40A1(Solute carrier family 40 member 1,溶质载体家族40成员1,编码FPN1)、ATP2C1(ATPase secretory pathway Ca2+transporting 1,ATP酶分泌途径Ca2+转运1,编码SPCA1)和ATP13A2(ATPase cation transporting 13A2,ATP酶阳离子转运13A2)的m RNA水平。结果:(1)Mn处理时细胞存活率以剂量和时间依赖性方式下降;从200μM Mn浓度开始,细胞存活率呈现显著性下降;当处理时间≥24h时,各组间细胞存活率出现显著性差异(P<0.01)。(2)细胞存活率随着其它二价金属处理浓度的增加而降低;从50μM Zn、30μM Fe、30μM Cu、200μM Mg、50μM Ni、30μM Co、2.0μM Cd开始,细胞存活率呈现显著性下降(P<0.05)。(3)细胞内Mn浓度随着Mn处理浓度的增加而显著上升(P<0.05),在Mn与Zn混合暴露时显著下降(P<0.05),而在Mn与其余二价金属混合暴露时显著上升(P<0.05)。(4)细胞内二价金属浓度随着二价金属处理浓度的增加而升高,在Mn与二价金属混合暴露时,细胞内Zn、Mg浓度无显著差异(P>0.05),而其余二价金属浓度显著下降(P<0.05)。(5)ROS水平和SOD活性在单独Mn处理情况下分别显著上升和显著下降(P<0.05),在Mn与Zn混合暴露时分别显著下降(P<0.01)和上升,而在Mn与其余二价金属混合暴露时分别显著上升和下降(P<0.05)。(6)转运体DMT1、ZIP8、ZIP14、FPN1、SPCA1及ATP13A2 m RNA水平在单独Mn处理时显著上升(P<0.05);DMT1 m RNA水平在Mn与Cd混合暴露时显著上升,而在Mn与其余二价金属混合暴露时显著下降(P<0.05);除ZIP8 m RNA水平在Mn与Cu/Mg处理时显著上升(P<0.05)和ZIP14 m RNA水平在Mn与Co混合暴露时无明显差异以外,ZIP8和ZIP14 m RNA水平在Mn与其余二价金属混合暴露时与DMT1 m RNA水平的变化趋势相似。FPN1 m RNA水平在Mn与Cu/Ni/Co混合暴露时显著下降,而在Mn与其余二价金属混合暴露时显著上升(P<0.05);除SPCA1m RNA水平在Mn与Fe/Mg混合暴露时显著下降而Mn与Cu混合暴露时显著上升,ATP13A2 m RNA水平在Mn与Zn/Cu混合暴露时无明显差异而在Mn与Co混合暴露时显著上升(P<0.05)以外,SPCA1和ATP13A2 m RNA水平在Mn与其余二价金属混合暴露时与FPN1 m RNA水平的变化趋势相似。结论:(1)二价金属单独处理可导致细胞内该金属浓度升高。Mn与其它二价金属混合暴露时,Zn可抑制细胞内Mn浓度升高,而其余二价金属均可促进细胞内Mn浓度升高;除Zn、Mg以外,Mn可抑制细胞内其余二价金属浓度升高。(2)除Zn外,Mn及其余二价金属均可增加细胞氧化应激损伤;Mn与其它二价金属混合暴露时,Zn可抑制Mn的氧化应激损伤,而其余二价金属均可促进Mn的氧化应激损伤。(3)Mn与其它二价金属混合暴露,可影响转运体DMT1、ZIP8、ZIP14、FPN1、SPCA1、ATP13A2 m RNA表达,其它二价金属可能通过转运体调控作用影响Mn稳态及Mn诱导的细胞氧化损伤。