Speaker
Beibei Chen
(Wuhan University)
Description
As(III)作为共致癌物与X射线、紫外线、烷化剂等致癌物协同作用会加剧皮肤癌的发生和恶化。目前的毒理研究表明，As(III)的协同致癌作用主要是抑制了DNA自修复过程，但是具体的作用机理尚不明晰[1]。元素的生理作用及毒性与其在生物体内的代谢过程息息相关。砷的生物甲基化是As(III)进入生物体后的主要代谢途径之一[2]。As(III)的甲基化代谢过程通常被认为是一个砷的解毒过程，但是其在甲基化过程中产生的一些中间代谢物比As(III)本身毒性更强。因此，研究As(III)的生物甲基化过程，寻找As(III)代谢过程与其基因毒性之间的联系，对于阐释砷的基因毒性机制具有十分重要的意义。
本课题组以皮肤鳞癌细胞SCC-7为研究对象，首先从金属组学的研究角度入手，建立了高效液相色谱(HPLC)与电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)联用新方法研究了As(III)在SCC-7细胞内的甲基化代谢行为[2]。对SCC-7细胞及清除培养基中As(III)及其甲基化代谢产物进行形态分析，研究了不同孵育条件下SCC-7细胞对As(III)的吸收、甲基化代谢和清除行为。结合不同浓度As(III)表现出的不同代谢行为，进一步考察了As(III)的甲基化代谢与其导致基因毒性之间的联系。以苯并芘为代表性致癌物，将As(III)和反式二氢二醇环氧苯并芘(BPDE)共孵育SCC-7细胞，采用HPLC-高分辨质谱、彗星实验、PCR技术等手段分析了DNA加成物、DNA损伤及相关基因的表达变化，初步探究了As(III)的生物甲基化与其引起基因毒性之间的联系 [3]。实验结果表明，As(III)会通过抑制与核苷酸切除修复(NER)相关基因的表达从而抑制BPDE引起的DNA加成损伤的自修复，而BPDE则会通过抑制AS3MT和MT1A基因的表达从而抑制As(III)的正常甲基化代谢，使得As(III)在细胞中停留和累积，因此，As(III)和BPDE协同作用造成了SCC-7细胞的DNA永久损伤。
参考文献
[1] Shen, S.; Lee, J.; Cullen, W. R., et al., Arsenite and its mono- and dimethylated trivalent metabolites enhance the formation of benzo[a]pyrene diol epoxide-DNA adducts in Xeroderma pigmentosum complementation group A cells. Chem. Res. Toxicol. 2009, 22 (2), 382-90
[2] Cullen, W. R., Chemical mechanism of arsenic biomethylation. Chem. Res. Toxicol. 2014, 27 (4), 457-461.
[3] Li, Y.X.; Chen, B.B.; He, M.; Hu, B. Biomethylation metabolism study of arsenite in SCC-7 cells by reversed phase ion pair high performance liquid chromatography-inductively coupled plasma-mass spectrometry. Talanta, 2018, 188, 210-217.
[4] Li, Y.X.; He, M.; Chen, B.B.; Hu, B. Inhibition of arsenite methylation induces synergistic genotoxicity of arsenite and benzo(a)pyrene diol epoxide in SCC-7 cells. Metallomics, 2019, 11, 176-182.
Primary author
Beibei Chen
(Wuhan University)
