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多氯联苯(Polychlorinated Biphenyls,PCBs)是目前国际上极为关注的一类持久性有机污染物(persistent organic pollutants,POPs),是一系列由氯化联苯异构体组成的合成工业品。由于具有良好的阻燃性和绝缘性,多氯联苯在早期曾被广泛应用于工业生产的各个领域。但是,由于后期处理不当,使得大量PCBs进入环境中。自20世纪60年代发现环境中PCBs的残留以来,其污染已遍及全球,并且广泛存在于空气、水、土壤、食物以及多种生物样品中。因此,PCBs对生态环境和人类健康的潜在危害日益引起各国科学家的重视。Aroclor1254是一种多氯联苯混合物,在工业中广泛用于绝缘材料、增塑剂、热传输液体等方面,已在多种生物组织中被检测出来。Ames试验以及体外哺乳动物细胞遗传毒性试验显示,Aroclor1254不具有遗传毒性[1-3]。酶学研究表明,Aroclor1254能够诱导细胞色素P450酶活化,是良好的代谢酶诱导剂[4-6],而细胞色素P450 1A1(cytochrome P450 1A1,CYP1A1)则参与机体多种前致癌物和致突变剂的代谢过程,在苯并(a)芘(benzo(a)pyrene,B(a)P)等多环芳烃化合物由前致癌物代谢活化为终致癌物的过程中起着关键作用。因此,理论上我们设想Aroclor1254有可能通过诱导代谢酶的活化从而增强B(a)P对机体的遗传毒性。目前,对于Aroclor1254或者B(a)P单独作用的遗传毒性研究,国内外已有大量报道,但是,有关Aroclor1254在生物体内或体外与B(a)P相互作用的研究还很少。?:国家自然科学基金重大项目(04590390)本文通过体外培养来源于人类的代谢酶完全的肝肿瘤细胞株HepG2,采用EROD荧光分析、单细胞凝胶电泳试验(SCGE)和高效液相色谱-电化学技术(HPLC-EC)分别检测HepG2细胞经Aroclor1254单独处理及预处理24h后再染毒B(a)P,其CYP1A1酶活性,DNA链断裂和8-羟基脱氧鸟嘌呤(8-OHdG)生成的变化,探讨Aroclor1254对B(a)P致HepG2细胞遗传损伤的作用和代谢酶机制。本文由两部分组成:第一部分:Aroclor1254预处理对B(a)P致HepG2细胞代谢酶CYP1A1活性的影响设Aroclor 1254低、中、高三个浓度组(11.5、23.0和46.0μmol/L),B(a)P50μmol/L浓度组,10 ml/L二甲基亚砜为溶剂对照。运用紫外和荧光分光光度法,采用对靶细胞HepG2经Aroclor1254预处理后再染毒B(a)P的方式,检测各处理组HepG2细胞代谢酶CYP1A1活性(7-乙氧异唑O-脱乙基酶,EROD)。结果显示:①50μmol/L B(a)P处理组和Aroclor1254中、高浓度组(23.0μmol/L、46.0μmol/L)的EROD值分别为0.164±0.011、0.173±0.018和0.217±0.034 pmol/min/mg protein,与DMSO溶剂对照(0.116±0.010 pmol/min/mg protein)相比,差异具有统计学意义;②经Aroclor1254中、高浓度(23.0μmol/L和46.0μmol/L)预处理的B(a)P染毒组,其EROD值分别为0.216±0.027和0.254±0.017 pmol/min/mg protein,较B(a)P单独作用升高了32%和55%,且差异具有显著性。试验结果表明,Aroclor1254和B(a)P在一定剂量水平上都能诱导HepG2细胞CYP1A1酶活性增加,且Aroclor1254预处理对B(a)P诱导的CYP1A1酶活性升高具有一定的增强作用。第二部分:Aroclor1254对B(a)P致HepG2细胞DNA损伤的影响设Aroclor1254低、中、高三个浓度组(11.5、23.0和46.0μmol/L),B(a)P 50μmol/L浓度组,10 ml/L二甲基亚砜为溶剂对照。用不同浓度Aroclor1254预处理HepG2细胞24h后再染毒B(a)P,通过单细胞凝胶电泳和高效液相-电化学技术,检测细胞中的DNA链断裂和8-OHdG。结果显示:①50μmol/LB(a)P诱导HepG2细胞中DNA Oliver尾矩值(OTM)为1.66±0.21,8-OHdG含量(8-OHdG/106dG)为23.31±6.02,溶剂对照组OTM值为0.79±0.15,8-OHdG含量(8-OHdG/106dG)为12.31±3.24,50μmol/LB(a)P组的OTM值和8-OHdG含量显著高于溶剂对照组,差异有统计学意义;②Aroclor1254低、中、高浓度(11.5、23.0和46.0μmol/L)单独处理的OTM值分别为0.88±0.20、1.01±0.15和1.10±0.16,8-OHdG含量(8-OHdG/106dG)分别为19.57±7.57、22.80±9.16和31.74±9.25,除高浓度的Aroclor1254(46.0μmol/L)与溶剂对照组比较,8-OHdG含量显著增加,差异有统计学意义外,其余浓度的Aroclor1254对HepG2细胞的DNA链断裂和8-OHdG无明显影响;③在不同浓度的Aroclor1254(11.5、23.0和46.0μmol/L)预处理的条件下,50μmol/LB(a)P诱导的OTM值可达2.14±0.22、2.43±0.32和2.71±0.31,8-OHdG含量(8-OHdG/106dG)可达32.50±3.81、49.23±16.66和60.36±18.04,与B(a)P单独作用比较,Aroclor1254预处理后可使B(a)P诱导的OTM值分别增加29%、46%、63%,8-OHdG含量分别增加39%、111%、159%,且差异均有统计学意义。相关分析表明,经Aroclor1254预处理再染毒B(a)P的HepG2细胞中,OTM值和8-OHdG含量与EROD活性均呈明显正相关(相关系数(r)分别为0.958,0.992;P<0.05)。试验结果表明,Aroclor1254能使B(a)P诱导的HepG2细胞DNA损伤作用显著增强,表明多Aroclor1254对苯并(a)芘的遗传毒性作用具有一定的协同效应。鉴于Aroclor1254预处理可使CYP1A1酶活性显著升高,Aroclor1254使B(a)P诱导的HepG2细胞DNA损伤增强可能与其诱导了代谢酶活性有关。