尿液砷代谢产物对膀胱癌细胞线粒体呼吸链膜蛋白复合体的影响研究

砷是世界公认的人类致癌物，砷暴露可导致人类皮肤、肺、肾、膀胱等器官的多种肿瘤疾病发生。作为有着广泛生物学作用的砷，其致癌机制并未完全清楚，成为亟待解决的关键问题。本项目以尿液中不同形态的砷代谢代产物为主, 探讨对人膀胱癌T24细胞的毒性作用、增殖影响、分布、积蓄及诱导凋亡作用；研究其尿液形态砷化合物对T24细胞内活性氧（ROS）的生成影响及对细胞器（线粒体、内质网、核等）和DNA的的损伤；通过不同形态砷代谢产物对线粒体复合体（complex I?IV）及亚线粒体小泡的影响，阐明砷化合物对细胞内线粒体电子传递链的作用机制。本项目能够确定尿液中的何种化学形态的砷代谢产物对膀胱的毒性及潜在的致癌威胁，可详细阐明其砷代谢产物诱导细胞内产生的活性氧的分子机制DNA的损伤机制。并且为预防及治疗砷中毒提供新的途径，同时为砷化合物引发其他器官及组织的毒性机理提供一定基础数据和理论参考。

砷是世界公认的环境致癌物。流行病学研究证明，砷暴露对人体多系统功能均可造成危害，可诱导皮肤、肝、肾和膀胱癌等多种肿瘤疾病。但迄今为止，砷引起靶向器官及组织（例如肺、肾及膀胱等）的正常细胞转变为癌细胞等方面的分子机理研究均没有取得令人服信的进展。膀胱和肝脏是砷化合物引发癌症的主要靶向器官之一。但是，目前现有的资料不能详细阐明砷的致癌机制，而且更不能确定究竟哪一种砷化合物（即砷化学形态）引发了膀胱癌。目前为止，在人体内一发已现多种不同形态的砷代谢产物，iAsV、亚砷酸盐 、一甲基砷酸、一甲基亚砷酸、二甲基砷酸、一甲基亚砷酸和二甲基亚砷酸以及含硫砷化合物等化合物。然而学者们并未对这些砷化合物及含硫砷化合物对细胞毒性分子机理进行深入系统的研究。针对上述科学问题，我们做了一系列研究，并获得一下创新成果。.（一） 砷化合物对线粒体呼吸链电子传递的抑制影响研究方面取得创新性成果; 体内产生过量的活性氧被认为在砷引起体内肝脏、肺脏和膀胱癌变过程中发挥重要作用。本研究选用RLC-16细胞为研究对象，探讨无机砷(iAsIII)及其中间代谢产物即MMAIII、DMAIII对线粒体电子传递链的影响。首次发现MMAIII抑制复合体II和复合体IV的活性产生活性氧，而无机的iAsIII对四个复合体均无抑制作用。.（二） 二甲基亚砷酸诱导线粒体细胞色素C释放机制方面取得创新性成果; 首次阐明了砷甲基化产物对细胞线粒体有很强的毒性作用。有文献报道指出无机砷的中间代谢产物三价一甲基亚砷酸和三价二甲基亚砷酸的活性和毒性远高于比三氧化二砷，但其分子机制尚未被阐明。我们研究了iAsIII、MMAIII和DMAIII处理线粒体，检测对线粒体通透性转换孔的反应和细胞色素C的释放。无机砷在高浓度情况下不能引起线粒体肿胀，但在游离钙离子的存在下可诱导线粒体通透性转换孔的开放。相反的是，砷的代谢产物MMAIII和DMAIII在无钙离子的存在下可直接诱导线粒体mPTP孔开放，并且DMAIII直接作用与线粒体VDAC导致Cyt c的释放。.(三)、砷化合物对人膀胱癌细胞EJ-1细胞的毒性研究方面取得创新性成果; 膀胱是砷诱导癌变的最主要器官之一，尿液中砷的代谢产物被认为是与其致癌有直接关系。我们首次发现含硫砷化合物DMMTAV是引起膀胱细胞损伤的关键化合物。