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目的:探讨在实际暴露比例下,铅、镉、锌、铜、锰、汞、镍、铬八种重金属混合污染物的联合神经毒性,并在此基础上筛选出有效的拮抗药物,为膳食暴露途径所致重金属神经系统危害的防治提供科学依据。
方法:基于宁波地区居民因水产品膳食而摄入的八种重金属污染物的实际比例,配制重金属混合物染毒液。以经神经生长因子(NGF)诱导的PC12细胞作为研究对象,MTT法测定不同浓度重金属混合物染毒液对其生存活力的影响,确定染毒浓度组,然后通过ROS检测、ATP检测、MDA检测、总SOD及Mn-SOD活性检测、线粒体跨膜电位检测、细胞凋亡分析、蛋白免疫印迹等实验方法,探讨八种重金属混合污染物的联合神经毒性。在此基础上,选取合适染毒浓度,用MTT法从牛磺酸、左旋肉碱及褪黑素中筛选出能提高染毒后PC12细胞生存活力的拮抗剂以及合适的浓度,再以上述实验方法探讨所筛选出的拮抗剂神经保护作用的效果。
结果:MTT结果显示八种重金属混合物可使PC12细胞形态发生皱缩,生存活力下降,筛选出的染毒浓度组为12.23、12.87、13.51、14.16mg/L。实验结果显示,随着染毒浓度的升高,PC12细胞ROS水平升高、ATP水平下降、总SOD及Mn-SOD活性先升高后下降、线粒体跨膜电位下降、细胞凋亡比例增多。免疫印迹实验显示线粒体凋亡通路被激活,具有抗氧化功能的MT蛋白表达增高。MTT筛选拮抗剂的结果为浓度为2mM的左旋肉碱能显著提高染毒PC12细胞的生存活力,此浓度的左旋肉碱能在一定重金属混合物染毒浓度范围内,降低细胞染毒后的ROS水平、提高ATP水平、延缓总SOD、Mn-SOD活性及线粒体膜电位的下降,减少细胞凋亡比例。
结论:多种重金属混合物可以引起PC12细胞发生氧化应激反应,通过ROS水平升高、ATP水平下降、抗氧化系统破坏、线粒体膜电位下降,造成氧化应激损伤,同时激活线粒体凋亡通路,导致细胞凋亡比例增加,细胞生存活力下降。左旋肉碱可以降低多种重金属混合物对PC12细胞造成的损伤,降低氧化应激水平,维持其能量代谢及抗氧化系统平衡,延缓线粒体膜电位下降,在一定浓度范围内表现出神经系统保护作用。
方法:基于宁波地区居民因水产品膳食而摄入的八种重金属污染物的实际比例,配制重金属混合物染毒液。以经神经生长因子(NGF)诱导的PC12细胞作为研究对象,MTT法测定不同浓度重金属混合物染毒液对其生存活力的影响,确定染毒浓度组,然后通过ROS检测、ATP检测、MDA检测、总SOD及Mn-SOD活性检测、线粒体跨膜电位检测、细胞凋亡分析、蛋白免疫印迹等实验方法,探讨八种重金属混合污染物的联合神经毒性。在此基础上,选取合适染毒浓度,用MTT法从牛磺酸、左旋肉碱及褪黑素中筛选出能提高染毒后PC12细胞生存活力的拮抗剂以及合适的浓度,再以上述实验方法探讨所筛选出的拮抗剂神经保护作用的效果。
结果:MTT结果显示八种重金属混合物可使PC12细胞形态发生皱缩,生存活力下降,筛选出的染毒浓度组为12.23、12.87、13.51、14.16mg/L。实验结果显示,随着染毒浓度的升高,PC12细胞ROS水平升高、ATP水平下降、总SOD及Mn-SOD活性先升高后下降、线粒体跨膜电位下降、细胞凋亡比例增多。免疫印迹实验显示线粒体凋亡通路被激活,具有抗氧化功能的MT蛋白表达增高。MTT筛选拮抗剂的结果为浓度为2mM的左旋肉碱能显著提高染毒PC12细胞的生存活力,此浓度的左旋肉碱能在一定重金属混合物染毒浓度范围内,降低细胞染毒后的ROS水平、提高ATP水平、延缓总SOD、Mn-SOD活性及线粒体膜电位的下降,减少细胞凋亡比例。
结论:多种重金属混合物可以引起PC12细胞发生氧化应激反应,通过ROS水平升高、ATP水平下降、抗氧化系统破坏、线粒体膜电位下降,造成氧化应激损伤,同时激活线粒体凋亡通路,导致细胞凋亡比例增加,细胞生存活力下降。左旋肉碱可以降低多种重金属混合物对PC12细胞造成的损伤,降低氧化应激水平,维持其能量代谢及抗氧化系统平衡,延缓线粒体膜电位下降,在一定浓度范围内表现出神经系统保护作用。