多氯联苯对宫颈癌细胞HeLa存活的影响及机制研究

发布时间：2020-03-28 15:39

【摘要】：多氯联苯(Polychlorinated diphenyls,PCBs)也称做氯化联苯,是氯原子通过取代联苯上的氢原子而形成的化合物。PCBs在工业上被广泛用作液压油,溶剂,塑料,油漆和热载体等。该化合物已被确定为全球生态系统中几乎所有组成部分的污染物,包括在鱼类,野生动物和人类脂肪组织,母乳和血清中都被检测出,其造成的危害已经引起了全球性关注。PCBs中最具代表性的是3,3′4,4′,5-五氯联苯(PCB126),2,3',4,4',5-五氯联苯(PCB118)和2,2',4,4',5,5'-六氯联苯(PCB153)。PCB126和PCB118均为五氯联苯,具有较强的毒性,都属于共面的、二恶英类的多氯联苯。而PCB153是一种非二恶英类(非共面)的同类物。宫颈癌是目前最常见的妇科恶性肿瘤,近年来发病率不断上升。在我国,每年估计有98,900宫颈癌病例发生,占全球范围内新发病例总数约20%,有近30,500妇女死于宫颈癌。已经有研究表明,PCBs的暴露与宫颈癌的发病有关,因此,本研究探讨PCBs暴露对宫颈癌细胞存活和有氧糖酵解的影响及机制,从而为评价不同的多氯联苯PCB126、PCB118和PCB153与诱发宫颈癌发展提供了相应的理论数据。研究内容分为以下三个部分:第一部分:多氯联苯PCB126、PCB118和PCB153暴露对宫颈癌HeLa细胞存活和有氧糖酵解的影响。用浓度分别为0.01、0.1、1、10和100 nM的PCB126、PCB118和PCB153处理宫颈癌HeLa细胞24或48 h,MTT法检测HeLa细胞的存活情况。结果显示,0.01、0.1、1、10和100 nM的PCB126、PCB118和PCB153处理24 h对HeLa细胞的存活率并无明显的影响。而PCB126、PCB118和PCB153处理48 h后,浓度为0.1和1 nM的PCB126,1和10 nM的PCB118以及1 nM的PCB153明显提高了HeLa细胞的存活率。1 nM的PCB126、PCB118和PCB153暴露宫颈癌HeLa细胞48 h后,检测培养基中葡萄糖的消耗量与乳酸的生成量,结果显示,培养基中的葡萄糖被大量消耗而乳酸的生成量显著增加。用实时荧光定量PCR法检测宫颈癌细胞有氧糖酵解过程中的关键因子如:葡萄糖转运蛋白1 GLUT1、乳酸脱氢酶LDHA和丙酮酸脱氢酶激酶PDK的mRNA表达水平,结果显示,GLUT1,LDHA和PDK三种蛋白的mRNA表达水平都显著上调。以上结果表明多氯联苯PCB126、PCB118和PCB153暴露能够促进宫颈癌细胞存活和有氧糖酵解。第二部分:多氯联苯PCB126、PCB118和PCB153对丙酮酸激酶PKM2的影响。1 nM的PCB126、PCB118和PCB153分别处理宫颈癌HeLa细胞48 h后,用实时荧光定量PCR法和Western印迹法检测PCB126、PCB118和PCB153对HeLa细胞中丙酮酸激酶PKM2的影响。结果表明,PCB126、PCB118和PCB153暴露提高了HeLa细胞中PKM2的mRNA和蛋白质水平。另外,丙酮酸激酶活性检测发现PCB126、PCB118和PCB153暴露抑制了PKM2的丙酮酸激酶活性。第三部分:多氯联苯PCB126、PCB118和PCB153通过氧化应激调节PKM2介导的有氧糖酵解进而促进HeLa细胞存活。1 nM的PCB126、PCB118和PCB153分别处理HeLa细胞48 h后,检测HeLa细胞中的ROS水平,结果表明,PCB126、PCB118和PCB153暴露使HeLa细胞中的ROS水平上调,同时促ROS生成的NADPH氧化酶亚基NOX2、p40~(phox)和p47~(phox)的mRNA表达水平也显著升高。另外,当加入ROS的抑制剂NAC后,检测培养基中葡萄糖和乳酸的含量,结果显示,PCBs诱导的葡萄糖消耗和乳酸产生增加均被逆转,并且糖酵解过程中的关键因子GLUT1、LDHA和PDK的mRNA水平都呈下降趋势。此外,PCBs和抗氧化剂NAC共同处理HeLa细胞48 h后,由PCB126、PCB118和PCB153诱导上调的PKM2蛋白水平得到逆转。MTT检测结果也显示NAC加入后PCB126、PCB118和PCB153诱导HeLa细胞存活被下调。以上结果表明,PCB126、PCB118和PCB153暴露通过氧化应激调节PKM2介导的有氧糖酵解进而促进宫颈癌HeLa细胞存活。综上所述,PCB126、PCB118和PCB153可以通过氧化应激调节PKM2介导的有氧糖酵解过程进而促进宫颈癌细胞存活。这些研究结果揭示了不同PCBs可能促进宫颈癌发展的重要机制。
【图文】：

第一章 文献综述境内分泌干扰物，不仅能影响动物原始生殖细胞的增殖，还能影响早期胚胎的发育及器官的形成，致使女性不孕现象明显上升[9]。同时，PCBs 产生的环境雌激素作用能使水生动物雌性化，也可使得儿童的行为怪异。PCBs 的免疫毒性表现在它能扰乱免疫系统[10]，这也是引起儿童白血病的危险因素。1.1.3 PCB126、PCB118 和 PCB153 简介3,3',4,4',5-五氯联苯（PCB126）和 2,3',4,4',5-五氯联苯（PCB118）均为五氯联苯，都属于共面的、二恶英类的多氯联苯。PCB126 被认为是环境中毒性最强的 PCBs同系物，主要是氯原子取代苯环对位和间位上的氢原子而非邻位取代，整个分子呈现为平面结构。而 PCB118 的毒性低于 PCB126，它是氯原子只取代苯环邻位上的氢原子，但和 PCB126 有着类似的共面结构，并且有研究表明二者都可以通过芳香烃受体（AhR）介导其毒性效应[11]。2,2',4,4',5,5'-六氯联苯（PCB153）是一种非二恶英类（非共面）同类物，是环境、人体组织和羊的脑脊液（CSF）中最丰富的同类物[12,13]。

图 1.2 葡萄糖代谢途径[25]解代谢过程中，肿瘤细胞通过葡萄糖转运蛋白来摄取大量 个成员组成，其中至少 11 个能够在各种实验条件下运输 GLUT1 的抑制剂 BAY-876 阻断了卵巢癌中 GLUT1 依T1 可以作为有效的抗癌靶标，不论是在体内还是体外长。乳酸脱氢酶（LDHA）的作用是将丙酮酸转化为乳AD+。哺乳动物中存在两种乳酸脱氢酶亚基，，一种是 MB 型）。这两类亚基可以构成 5 种同工酶：M4、M3H、M工酶催化相同的反应，只是对底物丙酮酸和 NADH 的亲 型在骨骼肌和其他一些依赖糖酵解获得能量的组织中占的组织中占优势。丙酮酸脱氢酶激酶（PDK）可以抑使丙酮酸不能脱羧转化为乙酰-CoA 进入柠檬酸循环（T的线粒体氧化磷酸化途径。
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R737.33

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本文编号：2604617