鋅、錳及聯合應用對二氧化硅毒性影響的實驗研究.pdf

1、二氧化硅(SiO2)是塵肺病的主要致病因素，已有相當多的證據表明，它不僅具有細胞毒性，而且具有一定的遺傳毒性。礦物元素，特別是微量元素不僅是維生素、酶、蛋白質、胰島素及核酸組成部分，還能引起人體結構元素發(fā)生化學反應，在酶系統(tǒng)內起著特異的活化中心作用，參與機體的激素發(fā)揮作用，與氨基酸構成絡合物的成份影響核酸的代謝。眾多文獻報道，Zn、Se、Mn等元素均能不同程度地保護細胞膜、清除自由基、抗脂質過氧化。本研究采用細胞毒理學技術，從細胞生化、

2、染色體、DNA等方面探討了Zn、Mn及兩者聯合應用對SiO2粉塵毒性的影響。 我們對葡萄糖酸鋅(ZnG)和氯化錳(MnCl2)拮抗SiO2所致細胞毒性、微核率增加、DNA斷裂及細胞間隙通訊連接(GJIC)功能下調的作用進行了實驗研究。通過檢測染塵肺泡巨噬細胞(AM)過氧化氫(H2O2)、一氧化氮(NO)、一氧化氮合酶(NOS)、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)以

3、及細胞培養(yǎng)液中乳酸脫氫酶(LDH)等生化指標，探討了ZnG、MnCl2及兩者聯合應用對SiO2致AM毒性的影響；通過微核試驗(micronucleustest，MNT)探討了ZnG、MnCl2及兩者聯合應用對SiO2致中國倉鼠肺成纖維細胞(CHL)微核發(fā)生率的影響；通過單細胞凝膠電泳試驗(Singlecellgelelecrophoresis，SCGE)探討了ZnG、MnCl2及兩者聯合應用對SiO2致CHL細胞DNA損傷的影響；通過劃

4、痕染料示蹤技術(scrapeloadinganddyetransfer，SLDT)探討了ZnG、MnCl2及兩者聯合應用對SiO2致CHL細胞GJIC下調的影響。 AM生化指標檢測結果表明：不同濃度SiD2粉塵(50、100、200μg/ml)與AM共同培養(yǎng)，可引起LDH、NOS活性增加，H2O2、NO、MDA含量增加以及GSH-Px、SOD、CAT的活性降低。單純ZnG和MnCl2在一定劑量下并不引起AM生化指標改變。ZnG和

5、MnCl2具有拮抗SiO2致AM毒性的作用，能使LDH、NOS活性降低，H2O2、NO、MDA含量減少以及GSH-Px、SOD、CAT的活性升高。正交試驗方差分析結果表明，ZnG與MnCl2的交互作用有統(tǒng)計學意義，其中1.5μg/ml的ZnG與0.25μg/ml的MnCl2聯合應用時，拮抗SiO2致AM毒性作用的效果最好。極差分析結果表明，對NOS、GSH-Px、MDA的影響，ZnG的作用強于MnCl2；對H2O2、NO、SOD、CAT

6、、LDH的影響，MnCl2作用強于ZnG。 微核試驗結果表明：19.08μg/cm2的SiO2粉塵可引起CHL細胞微核率增加，單純ZnG和MnCl2在一定劑量下對CHL細胞微核發(fā)生率無明顯影響。不同濃度的ZnG(1.0、1.5、2.25μg/ml)和MnCl2(0.25、0.5、1.0μg/ml)可明顯降低SiO2致CHL細胞的微核發(fā)生率，但無劑量反應關系。正交試驗設計方差分析結果表明，ZnG和MnCl2的交互作用沒有統(tǒng)計學意義

7、。 彗星試驗結果表明：不同濃度SiO2粉塵(25、50、l00、200μg/ml)對CHL細胞的DNA損傷呈濃度依賴性，隨著作用劑量的增加，DNA的損傷逐漸加重。單純ZnG和MnCl2在一定劑量下對CHL細胞DNA無明顯損傷作用。不同濃度的ZnG(1.0、1.5、2.25μg/ml)和MnCl2(0.25、0.5、1.0μg/ml)對SiO2引起的CHL細胞DNA損傷有一定的保護作用。正交試驗方差分析結果表明，ZnG和MnCl2

8、的交互作用具有統(tǒng)計學意義，其中以1.0μg/ml的ZnG與0.5μg/ml的MnCl2聯合應用時，拮抗SiO2致CHL細胞DNA損傷的效果最好。極差分析表明在聯合拮抗SiO2對CHL細胞的DNA損傷方面，MnCl2的作用強于ZnG。 細胞間隙通訊連接功能測定結果表明：不同濃度SiO2粉塵(50、100、200μg/ml)對CHL細胞GJIC功能具有明顯的抑制作用，隨著染毒劑量升高，抑制程度逐漸加重。單純ZnG和MnCl2在一定劑

9、量下并不影響CHL細胞GJIC功能。不同濃度的ZnG(1.5、2.25μg/ml)和MnCl2(0.25、0.5、1.0μg/ml)可拮抗SiO2對CHL細胞GJIC功能的抑制作用，但劑量反應關系不明顯，1.0μg/ml的ZnG已無此作用。ZnG和MnCl2的交互作用具有統(tǒng)計學意義，其中以1.5μg/ml的ZnG與0.5μg/ml的MnCl2聯合應用時，拮抗SiO2致CHL細胞GJIC功能下調的效果最好。極差分析結果表明，在對SiO2致

10、CHL細胞GJIC功能下調的聯合影響中，MnCl2的作用強于ZnG。 綜上所述，可以初步認為：ZnG和MnCl2單獨作用可拮抗SiO2致AM細胞毒性、CHL細胞微核發(fā)生率增高、DNA損傷、GJIC功能抑制；除拮抗SiO2誘發(fā)細胞微核率增加的交互作用沒有統(tǒng)計學意義外，ZnG和MnCl2聯合應用時拮抗SiO2致AM細胞毒性、CHL細胞的DNA損傷以及GJIC功能抑制作用更加明顯，其交互作用具有統(tǒng)計學意義。極差分析表明，在發(fā)揮聯合作用