论文部分内容阅读
碘代乙酰胺(Iodinated haloacetamides,I-HAcAms)是饮用水中的新兴消毒副产物(disinfectionby-products,DBPs),因为极强的细胞毒性受到广泛关注,是一类高毒性的含氮消毒副产物(N-DBPs)。但到目前为止,对I-HAcAm的研究报道却较少,大多集中于形成原理。仅有IAcAm有相对详细的毒理学报道,其他3种I-HAcAm的毒性机制仍有待研究。因此,有关I-HAcAm细胞毒性的相关研究工作十分值得开展,以期为水务工作者提供更好的毒理学依据,给他们调控DBPs提供方向。基于此,本研究选取4种 I-HAcAms,分别是二碘乙酰胺(diiodoacetamide,DIAcAm),碘乙酰胺(iodoacetamide,IAcAm),溴碘乙酰胺(bromoiodoacetamide,BIAcAm),氯碘乙酰胺(chloroiodoacetamide,CIAcAm),并选用人肝癌细胞HepG-2细胞作为研究对象,探讨这四种I-HAcAms的细胞毒性及可能的毒性机制。结果如下:1)4种I-HAcAms均会引起HepG-2的细胞毒性,细胞毒性强弱为:DIAcAm>IAcAm>BIAcAm>CIAcAm。细胞毒性呈现浓度时间依赖性,随着浓度增加,暴露时间延长,细胞毒性增强。其中,DIAcAm、BIAcAm和CIAcAm的IC50值与正辛醇-水分配系数(logarithm of the octanol-water partition coefficient,log P)高度相关,log p值越大,亲脂性越强,穿过细胞膜的能力也越强,造成的细胞毒性越大。IAcAm的毒性高于二卤代的BIAcAm和CIAcAm是因为与之相比,卤素原子少,并且碘离子的键长长,解离能弱,很容易离去,对细胞造成毒性。2)4种I-HAcAms均会刺激HepG-2的ROS产生,ROS生成势大小为:DIAcAm>IAcAm>BIAcAm>CIAcAm。ROS的生成呈现浓度依赖性,随着浓度增加,ROS的生成量增加。除了 ROS,Nrf-2和GCLC也是反映细胞氧化应激水平的关键指标。Nrf-2在机体内是维持氧化还原状态的一个元件,GCLC是其下游的一个抗氧化酶。实验表明,I-HAcAm会使HepG-2细胞中的Nrf-2和GCLC的基因蛋白表达水平上调,并且随着浓度的增加而增加,佐证了 I-HAcAms会导致HepG-2细胞氧化损伤。3)4种I-HAcAms均会导致HepG-2的细胞凋亡产生。细胞凋亡率排序为:DIAcAm>IAcAm>BIAcAm>CIAcAm。细胞凋亡呈现浓度时间依赖性,随着浓度增加,暴露时间延长,凋亡率呈上升趋势。Bax和Bcl-2分别是促凋亡基因蛋白和抗凋亡基因蛋白。I-HAcAms会使HepG-2细胞中的Bax基因蛋白表达上调,Bcl-2基因蛋白表达下调。随着浓度的增加,Bax/Bcl-2比值越大,凋亡越明显。4)抗氧化剂NAC对细胞毒性有明显的缓解作用。当HepG-2细胞在抗氧化剂NAC的预处理下,再暴露于I-HAcAms时,由于I-HAcAms引起的细胞抑制和ROS的产生都会得到很好的缓解,甚至可以完全逆转细胞毒性和氧化损伤。对于细胞凋亡来说,NAC对BIAcAm和CIAcAm引起的凋亡没有任何影响,但却可以部分缓解DIAcAm和IAcAm引起的凋亡。说明了 I-HAcAms致使的细胞凋亡主要通过线粒体通路。