镉(cadmium，Cd)是一种有毒金属元素，其化合物广泛存在于工业生产中，是环境中常见的有害污染物之一。人群可以通过空气、饮水、食物等多种接触途径，而存在一定量的镉暴露水平中，而且镉在体内的生物半衰期长达10～30年，为己知最易在体内蓄积的毒物之一。镉及其化合物作为一种多器官毒物，能通过坏死或凋亡机制诱导细胞死亡，对大多数生物都有毒性，在哺乳动物中具有肾、肝、骨骼、神经、生殖、免疫等毒性损伤以及致癌作用。因此，镉对人群健康的危害不容忽视。长期以来，国内外已有大量实验研究关注于寻找镉毒性作用的早期靶作用细胞和敏感生物学标记物，而免疫系统往往最先在抵御外源环境化学物(如镉)时发生损伤。现已有一系列关于镉对效应T细胞、B细胞和巨噬细胞免疫毒性及其机制的研究。研究表明镉可刺激SD大鼠脾淋巴细胞膜上β-肾上腺素能受体密度增加，上调淋巴细胞内环磷酸腺苷(cAMP)，并使大鼠淋巴细胞增殖功能受到抑制。此外，不论是体外或体内实验均观察到氯化镉(CdCl2)高剂量组的BALB/c小鼠巨噬细胞吞噬功能受到抑制。本单位研究表明氯化镉和镉金属硫蛋白能抑制SD大鼠和BALB/c小鼠脾T、B淋巴细胞增殖分化，并损伤脾淋巴细胞DNA。然而国内外还缺少镉对上游免疫调控细胞的研究，而树突状细胞(dendritic cells，DC)是人体最重要的免疫调控细胞之一。 DC作为免疫反应的起始器和调节器，能摄取、加工和提呈抗原，被认为是最强的抗原提呈细胞(antigen presenting cell，APC)，在免疫应答中处于中心地位，参与淋巴细胞的生长分化，具有强大的激活CD8<'+>细胞毒性T细胞和CD4<'+>T辅助细胞的能*本课题受国家自然科学基金(No.30471428)、广东省自然科学基金(No.05001765)资助力，因此在激活T细胞介导的细胞免疫反应以及B细胞介导的体液免疫反应中起着枢纽作用；此外，DC的功能还可直接影响到机体抵抗外源化学物、病原体和内源性机体损伤(如肿瘤形成)的免疫防御。因此，陈成章教授在2003年全国免疫毒理学会议上提出，“免疫毒理机制研究应该深入到DC系统中”。环氧合酶(Zcyclooxygenase，COX)家族成员中可诱导型COX-2是细胞内代谢合成前列腺素(prostaglandins，PGs)的“限速酶”之一。研究证实COX-2具有抗凋亡作用：前列腺素E2(prostaglandin E2，PGE2)作为COX-2催化产物之一，通过与其受体(如EP2，EP4)结合，影响细胞活化并参与细胞内信号途径调控。有研究表明CdCl<,2>染毒能诱导多种细胞中COX-2的表达，而且COX-2的表达和PGE2的释放与镉的毒性相关。PGE2是一个被广泛研究的免疫调节因子，在先天性免疫以及获得性免疫中起免疫调节作用。资料表明，PGE2能调节DC的分化、成熟、生存、迁移，以及影响T细胞反应的分化方向，对DC的表型和免疫功能有着重要影响，它能通过对。DC的作用而影响下游免疫效应细胞的功能及分化。在恶性肿瘤组织中，PGE2能抑制前体细胞分化为DC，而且肿瘤的不良预后与PGE2的浓度高度相关，说明PGE2是一种抑制抗肿瘤免疫的细胞因子。因此，有必要进行镉对DC的细胞毒性、细胞因子释放、表型和免疫功能影响的研究，同时研究COX-2和PGE2在镉诱导的DC免疫毒性中的作用，从而完善对镉免疫毒性机制及其相关信号机制的认识。 针对以上问题，我们首先采用体外诱导分化产生的不同成熟阶段DC建立细胞模型；进而给予CdCl<,2>处理，研究CdCl<,2>对未成熟和成熟DC的细胞毒性、表型改变、细胞因子释放和免疫功能等的作用；进一步给予COX-2抑制剂CAY10404进行干预，从而阐明COX-2和PGE2在镉诱导的上述作用中所扮演的角色，为探索镉免疫毒性作用的信号转导机制提供研究基础：为预防和干预环境化学物诱导免疫毒性提供理论指导。 研究目的 1．体外诱导分化具有典型表型和功能的未成熟DC和成熟DC，建立可用于对镉和其他化学物进行免疫毒性研究的DC模型。 2．研究镉对未成熟DC和成熟DC转归和免疫功能的影响。 3．探讨COX-2和PGE2在镉致DC细胞毒性和免疫功能改变中的作用。 结论及意义 1．成功建立了可应用于免疫毒理学研究的诱导型DC模型，为研究环境毒物对免疫调控细胞的毒性以及对免疫系统的影响提供了研究工具。 2．证明了镉通过改变DC的存活和功能而影响下游免疫反应，从而抑制机体细胞免疫功能，本发现进一步完善了镉免疫毒性的理论机制。 3．表明了COX-2和PGE2上调参与了镉诱导DC毒性及其介导免疫抑制的毒作用机制，为镉等环境污染物中毒以及肿瘤防治中抗COX-2干预措施的应用提供了线索。