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[研究目的]:对DNA加合、DNA断裂、DNA交联三方面进行一系列研究,探讨DNA加合、DNA断裂、DNA交联三种化学损伤机制的模式。
[研究方法]:
1.应用紫外光谱法和HPLC法分别分析甲醛、乙醛、丙烯醛及其代谢产物与小牛胸腺DNA及四种单脱氧核苷酸的加合反应,找出优势反应核苷酸,通过判断加合物结合键型和计算加合反应的反应级数,推测其加合反应机制。
2.采用体外细胞染毒方式,用试剂盒提取健康成人外周血淋巴细胞DNA,经蒸馏水稀释后,测其紫外吸收光谱,观察最大吸收谱峰的位移情况。
3.采用高效液相色谱和紫外检测器检测尿中8-羟基脱氧鸟苷的含量。
4.应用溴化乙锭荧光法测定DNA交联率。
5.应用单细胞凝胶电泳法检测甲醛、乙醛、丙烯醛致DNA断裂的情况;采用荧光检测法检测DDC;采用KCI-SDS沉淀法检测DPC。
[研究结果]:
1.经甲醛、乙醛、丙烯醛处理的DNA在205nm处的吸收峰变低并发生短移,分别在215nm、205nm、220nm处有一新吸收峰出现。三者与dGMP反应产物经HPLC分离出现一个较明显的新峰,与dAMP、dTMP、dCMP反应液未出现明显新峰。甲醛和dGMP之间是以共价键相结合形成加合物。甲醛和dGMP的反应级数均为一级,整个反应的级数为二级。
2.甲醛浓度为0.040mmol/L和0.080mmol/L两组,最大吸收波长均为264nm,和零染毒剂量组263nm相比,偏移+1nm,0.12mmol/L染毒剂量组的最大吸收波长为266nm,与对照组比较,发生紫外吸收峰位移为+3,三组相比还存在明显的剂量反应关系。乙醛浓度为0.040mmol/L、0.080mmol/L组,最大吸收波长分别为261nm,262nm,和零染毒剂量组261nm相比基本无变化,但0.12mmol/L染毒剂量组的最大吸收波长为264nm,与对照组比较,发生紫外吸收峰位移为+3。丙烯醛浓度为0.020mmol/L染毒剂量组,最大吸收波长为264nm,正偏移3nm,浓度为0.040mmol/L和0.080mmol/L染毒剂量组的最大吸收波长分别为268nm,269nm,发生位移+7nm,+8nm,位移显著。
3.8-OHdG峰与杂质峰分离良好,8-OHdG浓度在0.5-20μg/ml之间呈良好线性,流动相最佳的pH为3.5,回收率在98.6%-100.1%之间,批内差异(CV)均低于8%。
4.甲醛、乙醛,可以使小牛胸腺DNA产生交联作用,且甲醛DNA交联率明显高于乙醛,并且存在剂量反应关系(r=0.9467,P<0.001)。乙醛对小牛胸腺DNA的交联作用剂量反应关系不显著(r=0.3674,P>0.050)。没有检测到丙烯醛对小牛胸腺DNA的交联作用。5当甲醛溶液浓度为5μmol/L时,TailMoment和TailDNA都较空白对照组有极显著的提高(n=6,p<0.01);当甲醛溶液浓度升高到25μmol/L时,TailMoment和TailDNA都开始下降,并且与空白对照组相比无显著差异性;但当甲醛溶液浓度升高到125μmol/L和625μmol/L时,TailMoment和TailDNA相对于空白对照组有极显著下降(n=6,p<0.01)。
[结论]:
1.甲醛、乙醛、丙烯醛与DNA、dGMP反应后可能有新物质产生,与dAMP、dTMP、dCMP无明显反应。
2.经甲醛、乙醛、丙烯醛染毒的细胞中有DNA加合物产生。
3.高效液相色谱-紫外法是一种灵敏度较高、重复性好、易推广的尿液8-OHdG简便检测方法,值得推广。
4.用溴化乙锭荧光法可以检测到甲醛、乙醛,可以使小牛胸腺DNA产生交联作用。
5.甲醛在低浓度(5μmol/L)时能显著导致人外周血淋巴细胞的DNA断裂;在中等浓度(25μmol/L)时,就能够显著诱导DDC的形成;在高浓度(125μmol/L、625μmol/L)则以DPC的形成为主。乙醛在低浓度(10μmol/L、20μmol/L)时能显著导致人外周血淋巴细胞的DNA断裂;在中等浓度(50μmol/L)时,就能够显著诱导DDC的形成;在高浓度(100μmol/L)则以DPC的形成为主。丙烯醛引起细胞DNA的损伤方式以DNA链断裂为主,并呈现明确的剂量-反应关系,但不能引起DNA-DNA交联、DNA-蛋白质交联。