氧化应激损伤在赭曲霉毒素a诱导细胞周期阻滞中的作用及其可能机制的研究

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1、河北医科大学博士学位论文氧化应激损伤在赭曲霉毒素A诱导细胞周期阻滞中的作用及其可能机制的研究姓名：刘静申请学位级别：博士专业：病理学与病理生理学指导教师：张祥宏201204中文摘要氧化应激损伤在赭曲霉毒素A诱导细胞周期阻滞中的作用及其可能机制的研究摘要饮食及环境中真菌毒素的污染是人类面临的重要公共卫生问题，它与人类疾病的发生关系密切。2006年，在对我国胃癌高发区之一的河北省赞皇县(胃癌年均死亡率为77．67／10万)居民食用小麦检测时发现赭曲霉毒素A(OchratoxinA，OTA)的检出率高达45．

2、16％，当地居民OTA的日暴露量为1．17l上g／kg，远远超过世界卫生组织／粮农组织联合专家委员会(JointFAO／W—IOExpertCommitteeonFoodAdditives，JECFA)暂定的每周允许摄入量100ng／kg。说明当地居民进食OTA污染粮食可能与胃癌的发生发展有密切关系。OTA是由曲霉菌属和青霉菌属的某些菌株产生的一种污染广泛的真菌毒素，普遍存在于粮食、饮料、饲料和动物组织中。OTA化学性质稳定，在血液中的半衰期是35天。流行病学调查数据显示OTA可能与巴尔干地方性肾病、慢

3、性间质性肾病和泌尿系上皮肿瘤有关。体内、外实验研究发现，OTA具有肾毒性、肝毒性、神经毒性、免疫毒性和致畸性。因此，国际癌症研究中心(InternationalAgencyforResearchonCancer，IARC)将OTA列为“B级可能人类致癌物”。研究发现许多致癌性真菌毒素早期毒性作用是导致细胞增殖抑制、细胞周期阻滞和凋亡。在针对OTA致胃癌可能机制的研究中，我们的前期体外实验发现OTA可以抑制人胃黏膜上皮细胞GES．1细胞增殖，通过MAPK(p38，ERK)信号通路和ATM(ATM．Chk2

4、，ATM．p53．p21TMl庀1P1)信号通路介导G2期阻滞，并且诱导细胞凋亡。实验揭示OTA诱导胃组织的靶细胞．胃黏膜上皮细胞细胞周期G2期阻滞可能在胃癌的发生发展过程中起重要作用。但是引起这一系列细胞级联反应的原因及其上游事件并不清楚。探讨OTA这一生物学效应可能对进一步认识其参与胃癌发生的可能机制具有重要意义。OTA的潜在致癌性在二十世纪七十年代被认可，但是其致癌机制至今并不十分清楚。JECFA等专家组织在一些高度可能的机制中，越来越中文摘要聚焦于氧化应激机制。研究发现，很多致癌性真菌毒素都可以

5、诱导细胞DNA氧化应激损伤，进而导致细胞周期阻滞或凋亡。已有文献报道OTA可以诱导人肝细胞和。肾脏细胞DNA氧化应激损伤。活性氧(reactiveoxygenspecies，ROS)对生物大分子(特别是DNA)的氧化损伤被认为是启动和促进肿瘤发生的最重要因素。细胞周期检测点的激活和修复系统的启动是DNA损伤引发的细胞级联反应，这使得细胞在复制前或有丝分裂前有足够的时间修复受损DNA，修复成功的细胞脱离周期阻滞进入细胞周期；修复失败的细胞会发生凋亡，这对于维持基因组的稳定性有重要意义。线粒体是细胞进行电子

6、传递、三羧酸循环和氧化磷酸化产生能量的细胞器。同时也是氧化应激损伤的靶细胞器，是产生ROS的主要部位，线粒体功能受损时ROS显著增加。所以，OTA诱导氧化应激损伤可能在OTA诱发胃黏膜上皮细胞细胞周期阻滞的毒理学效应中起重要作用。为验证这一假设，本研究在前期实验的基础上选取人胃黏膜上皮细胞株GES．1，从氧化应激角度入手，首先观察OTA对GES．1细胞内ROS含量的影响，评价OTA诱导GES．1细胞DNA损伤的性质及特征，基于抗氧化策略的DNA损伤靶向干预揭示OTA诱导的氧化应激与DNA损伤和G2期阻滞

7、的关系；接着研究OTA对GES．1细胞线粒体损伤的影响，探讨OTA诱导GES．1细胞ROS产生的分子机制。肿瘤的发生发展是多因素综合作用的结果，在肿瘤的发展、转移过程中免疫功能抑制发挥重要作用，免疫功能降低可能导致肿瘤发生几率增加。致癌性霉菌毒素诱发机体的免疫毒性作用与肿瘤的发生具有密切关系。为了进一步验证0TA诱发氧化应激损伤介导机体免疫细胞周期阻滞参与其免疫毒性作用，本研究选取人外周血单个核细胞(humanperipheralbloodmononuclearcells，hPBMC)作为研究对象，检测

8、OTA对llPBMC细胞的氧化应激损伤作用和对细胞周期的影响及其可能分子机制。本研究拟从OTA作用靶细胞和机体免疫细胞两个方面揭示OTA诱导氧化应激损伤介导细胞周期阻滞的毒理学特性及其可能的分子机制，丰富和加深了人们对OTA生物效应的认识，为OTA暴露的合理处置提供分子位点，这将有助于全面评价OTA在胃癌发生、发展中的可能作用。第一部分赭曲霉毒素A诱导GES．1细胞氧化应激损伤介导G2期阻滞目的：探讨赭曲霉毒素A诱导人胃黏膜上皮细胞GES．