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COREXIT的人体细胞体外毒性水平以及其毒性机制的研究

Corexit的人体细胞体外毒性水平以及其毒性机制的研究

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作者：郑梦圆上海海洋大学

学位级别：硕士

2010年4月20日发生的墨西哥湾漏油(DWH)事件是美国历史上最大的漏油事件。该事故是由于MC252井的爆炸引起的,该井的位置在距离路易斯安纳州84公里,深1500米的海平面下。损坏的井花了整整87天才完全关闭。据估计有780000m的石油被释放到... 详细信息

2010年4月20日发生的墨西哥湾漏油(DWH)事件是美国历史上最大的漏油事件。该事故是由于MC252井的爆炸引起的,该井的位置在距离路易斯安纳州84公里,深1500米的海平面下。损坏的井花了整整87天才完全关闭。据估计有780000m的石油被释放到海洋中。原油是一种复杂的混合物,其中包含数千种化学物质,密度范围为800至900kg/m。海水密度约为1200千克/立方米;因此,原油会漂浮在海水上。原油包含多种有毒化合物,包括多环芳烃(PAHs),占其重量的0.2%至7%。这些多环芳烃中有几种已被鉴定为环境毒素,研究表明,暴露于这些化合物对人体健康构成相当大的风险。分散剂的作用是降低水与油之间的界面张力,使油分解成油。分布在大量水上的小球.这通过挥发,光氧化和生物降解作用增强了对油的去除。作为应急措施,英国石油公司(BP)主要使用一种名为COREXIT9500的分散剂在墨西哥湾分散原油,以防止海岸线污染。由于COREXIT对人类健康和环境的影响尚不清楚,因此使用COREXIT是一个令人担忧的问题。这项研究试图通过使用来自不同组织的细胞系来量化COREXIT的体外毒性,并研究了导致毒性的机理,提供COREXIT对人类健康影响的间接证据。3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯基溴化四唑(MTT)法用于研究细胞毒性作用。用荧光法和比色法测定了活性氧(ROS)和脂质过氧化物酶(LPO)。还测量了谷胱甘肽(GSH)含量和超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶活性,以更好地理解毒理学途径。在我们的研究中,我们发现不同的哺乳动物细胞抵抗COREXIT毒性作用的能力不同。无血清状态下,细胞防御能力会减弱。在无血清状态下,发现对COREXIT诱导的细胞死亡的敏感性顺序为:B16/BL6>1321N1>H19-7>HEK293>HK2。发现每个细胞系的LC50平均值为:BL16/B6为16 ppm;1321N1为33 ppm;H19-7细胞为70 ppm;HEK-293为93 ppm,HK-2细胞为95 ppm。这些结果表明,与正常转化的神经元和肾脏组织的成年细胞相比,高度增殖的细胞更容易受到COREXIT诱导的细胞死亡。先前的研究报道COREXIT在两种人肝细胞系(Hep G2和Hep G2/C3A)中的LC50分别为120 ppm和250 ppm。从分子机理的角度上来讲,电子传输链充当真核生物中氧化磷酸化的手段。通过电子传输链,产生了ATP以为活细胞提供能量,并且此过程发生在线粒体的膜上。复合物-I的活性降低可导致线粒体功能障碍。先前的研究已经绘制了复合物-I与ROS生成之间的潜在关系。ROS包括自由基,例如羟基(·OH),烷氧基(RO)和过氧基(R OO)离子,还包括非自由基,例如过氧化氢(HO)。ROS是线粒体中电子传输链反应的副产物。并且据信,超氧化物阴离子的产生与复合物-I和复合物-III有关。当形成超氧化物时,超氧化物歧化酶将被激活并将超氧化物转化为过氧化氢。谷胱甘肽和过氧化氢酶是两种抗氧化剂,可以通过将过氧化氢转化为水和氧气来消除过氧化氢的有害作用。如果过量形成,则作为稳定化学物质的过氧化氢将迅速降解为OH·。如此形成的羟基自由基攻击细胞膜并引发脂质过氧化,从而导致DNA裂解和蛋白质降解。我们的结果表明,用COREXIT(80ppm)处理的细胞中复合物I活性降低,表明线粒体功能异常。用COREXIT(80ppm)处理细胞48小时后,ROS浓度显着增加,表明细胞处于压力条件下。同时,抗氧化剂也应对COREXIT引发的压力。SOD活性升高,表明细胞的自我保护机制,而过氧化氢酶活性也升高。但是,另一种抗氧化剂GSH在以高浓度COREXIT(80ppm)处理的细胞中显示出降低的活性。在公开的文献中已经报道了GSH的耗竭可能是ROS在细胞内积累的原因。我们的数据与该文献数据一致,因为我们还观察到了ROS水平升高和GSH水平降低,表明COREXIT诱导了GSH消耗。用COREXIT(80ppm)处理的细胞中LPO活性显着增加,这表明细胞膜表面的脂质被降解。这可以解释细胞死亡。还显示出凋亡标记物Caspase-3和Bax对COREXIT的毒性水平(在80 ppm时)有反应而增加。总体而言,我们的实验数据支持我们的假设,即COREXIT诱导的细胞死亡是由凋亡引起的。

关键词： COREXIT 细胞毒性毒性机理

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