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摘要前言:溴酸钾(potassium bromate,PB)是饮用水臭氧消毒的副产物,在食品工业中曾广泛用作面粉处理剂,用来改善面粉的品质。因此,PB主要通过饮食而被人体摄入。鉴于研究发现PB存在致突变性和致癌性,我国和其他一些国家已禁止将其作为面粉处理剂继续应用。2007年7月1日实施的《生活饮用水卫生标准》中,我国首次将溴酸盐纳入饮用水国家标准,规定在使用臭氧消毒时,水质溴酸盐含量的限值为0.01毫克/升,与世界卫生组织的制定标准一致。<br>　　 国际癌症研究机构(International Agency for Research on Cancer,IARC)早在1987年就将PB归为2B类致癌物。PB是一种可增加人类患癌症风险的化学物。此外,有研究发现显示PB具有遗传毒性,但有关遗传毒性机制的研究不多。研究表明,PB可导致细胞中活性氧类(ROS)生成增多,也能引起细胞内主要的抗氧化物质——还原型谷胱甘肽(GSH)含量降低。另外,有研究发现,溶酶体膜稳定性改变和线粒体膜电位变化也与遗传毒性机制有关。因此,我们研究了PB遗传毒性与细胞内ROS与GSH含量以及溶酶体线粒体的关系,旨在探讨PB遗传毒性的氧化应激机制。PB经消化道途径进入体内,肝脏作为PB代谢的最初部位,因此本研究选用人肝癌细胞系(HepG2)作为试验系统。HepG2细胞保留了人类正常肝实质细胞的许多功能,还保留了生物转化Ⅰ相酶和Ⅱ相酶的活性,被认为是检测外来化合物遗传毒性的理想细胞系。<br>　　 本研究选用HepG2细胞,研究PB的遗传毒性及氧化性DNA损伤的机制,为进一步评估PB对人类的危害提供实验资料。<br>　　 方法:以HepG2细胞作为试验系统。通过单细胞凝胶电泳(SCGE)试验及微核试验(MNT)检测细胞DNA和染色体损伤情况,评价PB的遗传毒性。为探讨其可能的遗传毒性机制,以2’,7’—二氢二氯荧光素(DCFH)法和苯二醛(OPT)分别测定细胞内ROS以及GSH水平,采用DL—甲硫氨酸磺酰亚胺(BSO)和羟基酪醇(HT)干预法观察细胞内GSH水平对PB所致的DNA与染色体损伤效应的影响,用吖啶橙(Acridine orange)和罗丹明123(Rhodamine123)分别测定细胞内溶酶体膜稳定性和线粒体膜电位的改变水平,以免疫组化方法检测细胞内8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)的表达水平。实验结果用SPSS v11.5统计软件包进行统计分析。<br>　　 结果:1.56mM-12.5mM的PB作用于HepG2细胞1h后,引起细胞DNA链断裂,形成彗星样脱尾,尾长、尾DNA含量及尾距均明显大于未用PB处理的细胞。而相同剂量梯度下的PB接触细胞40min,与未用PB处理细胞比较,未见有统计学意义的差别。12.5μM-50μM的HT预处理后,12.5mM的PB接触HepG2细胞1h,不同剂量HT干预组形成的彗星样脱尾,尾长、尾DNA含量及尾距均明显小于未用HT处理的细胞。0.12mM-1mM的PB作用于HepG2细胞24h可引起细胞微核率显著升高。采用150μM的BSO预处理HepG2细胞20h,以耗竭细胞内GSH,可明显增强PB对HepG2细胞DNA及染色体的损伤,且呈剂量依赖关系。采用50μM HT可提高细胞内GSH水平,并可明显地降低PB对HepG2细胞的染色体损伤效应。PB作用于HepG2细胞可引起细胞内ROS表达水平的明显增加以及细胞内GSH的耗竭,PB的作用剂量分别12.5mM和1.56mM-12.5mM。6.25mM-12.5mM的PB作用于HepG2细胞3h后,细胞内8-OHdG水平的表达增强,与对照组比较,有明显差别。6.25mM-12.5mM的PB作用于HepG2细胞可引起细胞内溶酶体膜稳定性明显改变。而1.56mM-12.5mM的PB作用细胞后检测细胞内线粒体膜电位的变化,则未见明显改变。<br>　　 结论:PB可引起HepG2细胞DNA损伤和染色体损伤,提示PB具有遗传毒性。PB引起8-OHdG形成增强,表明PB引起的DNA损伤为氧化性损伤。PB引起细胞内ROS增高,GSH耗竭,8-OHdG的形成增强以及溶酶体膜稳定性改变,表明PB引起遗传毒性的机制可能与氧化性DNA损伤有关。此外,HT可预防PB引起的HepG2细胞DNA损伤。