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地砷病严重威胁人类健康,周围血管损伤是砷化物毒作用的常见表现。迄今为止,关于砷化物对血管细胞损伤的作用规律及其分子机制尚未阐明,仍缺乏有效的防治措施。本文应用体外培养的HUVECs细胞为模型系统地研究了NaAsO2对血管内皮细胞的致凋亡作用、分子机制以及药物的保护作用。首先发现线粒体途径,特别是线粒体内过氧化物酶(即SOD2),在亚砷酸钠促进该细胞凋亡过程起重要作用。NaAsO2对HUVECs细胞造成的不同影响取决于其浓度,高浓度NaAsO2能增加细胞内ROS的产生并诱导细胞凋亡,低浓度NaAsO2反而能通过激活抗氧化物酶降低细胞内ROS的含量,从而保护砷诱导的血管内皮细胞损伤,这一结果表明砷作用血管内皮细胞有复杂的调节系统。线粒体作为ROS产生的重要场所,特别是线粒体抗氧化物酶SOD2保护细胞免受氧化应激的损伤。本研究结果显示NaAsO2作用细胞后SOD2 mRNA水平表达明显增高,为进一步研究其增高机制,我们通过应用基因转录抑制剂Act-D,发现Act-D完全阻断了NaAsO2对SOD2 mRNA表达的诱导作用,表明NaAsO2是通过调控SOD2转录速率发挥其作用。SOD2基因转录调控主要与其启动子区的相关蛋白有关,在SOD2启动子区含有转录因子SP1的结合位点,通过CHIP技术发现低浓度NaAsO2诱导HUVECs细胞后SP1与SOD2启动子区的SP1结合域结合能力增强,为了找到SP1结合域的精确位置,通过设计多对引物进行PCR反应,结果发现能与SP1结合发挥作用的区域集中在42bp-172bp之间。本实验还分别在mRNA和蛋白表达水平证实NaAsO2作用HUVECs后,SP1表达量也显著增强。这一结果表明SP1通过自身表达量的增高和与SOD2启动子区的SP1结合域结合能力增强的双重作用来调控SOD2转录。总之,亚砷酸钠对HUVECs细胞SOD2基因表达调控水平在于提高SOD2转录起始速率；这一作用是通过增加转录因子SP1的表达并促进其与SOD2基因启动子特定域的结合来实现的。MiRNA参与细胞凋亡,在NaAsO2诱导HUVECs凋亡的前提下,采用miRNA基因芯片技术研究NaAsO2对HUVECs miRNAs表达谱的影响,结果显示89个miRNAs表达水平明显增加,60个miRNAs表达水平明显减少,这部分结果通过实时定量RT-PCR得到证实。应用MEME软件分析显示亚砷酸钠效应的miRNAs基因启动子内存在着一些共有的DNA motifs。应用DAVID生物信息资源分析miRNAs靶蛋白,这些蛋白靶向参与蛋白磷酸化,及mRNA剪接等细胞功能。这一发现将为亚砷酸钠诱导的血管损伤提供新的分子机制。人参皂苷Rb1、维生素B12均能有效保护亚砷酸钠对内皮细胞的损伤,二者配伍使用,效果更佳。人参皂苷Rb1和维生素B12发挥保护作用主要通过降低ROS的产生。这为地砷病防治的临床药物研究奠定基础。