BDE47介导的hormesis效应及其分子机制的研究

随着经济的不断发展，环境和人体组织中持久性有机污染物PBDEs的污染水平有明显的上升趋势，对PBDEs人体健康效应机理和防治措施研究逐渐受到重视。我们前期研究发现BDE47的hormesis效应与DNA-PKcs表达状态有着一定的联系。本项目将从整体和细胞水平上研究BDE47对细胞增殖、细胞凋亡、细胞周期、DNA损伤修复及氧化应激的影响，明确低剂量BDE47对机体的生物学效应；并利用蛋白质组学方法筛选出不同剂量BDE47处理后差异表达基因，结合DNA-PKcs / Akt 或PI3K / Akt信号通路分析，探讨低剂量BDE47长期作用导致兴奋效应的机理。为PBDEs的危害效应评价提供理论依据，为hormesis效应的分子机制研究提供有价值的实验数据，对于环境污染物检测及控制、健康风险评价、PBDEs早期效应生物标志物的开发都具有潜在而深远的意义。

多溴联苯醚（PBDEs）是目前使用最广泛的含溴阻燃剂之一，对人体健康效应评价和防治措施研究逐渐受到重视。本项目首先研究了BDE47对HepG2细胞凋亡、细胞周期、DNA损伤及氧化应激效应的影响。结果表明高剂量BDE-47（≥20 μM）可以抑制细胞生长、诱导细胞内ROS水平升高及DNA损伤的发生。低剂量BDE-47（10-10~10-8 M）可以刺激细胞生长，诱导细胞内ROS水平升高，促进细胞增殖核抗原（PCNA）高表达，但并未造成DNA损伤及细胞凋亡，而且细胞中SOD、GSH酶活性也没有发生显著性的变化。低剂量BDE-47可以显著上调DNA-PKcs表达及其下游靶基因Akt的磷酸化水平。细胞周期结果显示，低剂量BDE-47可以导致G1期细胞数量减少，同时CyclinD1的表达量也随之升高，而且CyclinD1的升高是不依赖于DNA-PKcs表达的。另外，低剂量BDE-47可以明显缓解高剂量（50 µM）BDE-47对细胞带来的不良影响。这些结果显示低剂量BDE-47引起了hormesis效应，而PI3K/Akt通路对低剂量BDE47介导的hormesis效应是必需的。BDE-47通过激活PI3K下游Akt的活性，进一步影响其靶基因的表达从而促进细胞增殖。另外，我们还研究了BDE47与BaP单独及联合染毒对细胞的影响。结果表明这两种物质对L02细胞的DNA损伤、ROS产生、LDH活性均具有协同作用，而且这种协同作用与CYP1家族基因表达密切有关。与BDE47具有相同结构的PCBs可以诱导细胞中Ca2+降低、TRPV6蛋白表达下降及核集聚的消失，从而进一步影响跨细胞钙转运等生理功能。PCBs还可以促进促凋亡蛋白Apaf -1和Bax的高表达，从而参与细胞凋亡过程的调节。HBCDs与PBDEs同属溴化阻燃剂，同样的，低剂量HBCDs（<10 nM）不具有细胞毒性效应，但可以刺激细胞生长，诱导细胞中ROS水平升高，促进PCNA高表达。低剂量HBCDs还可以通过激活PI3K/Akt信号通路，促进Nrf2表达及核转位，激活Nrf2-ARE抗氧化通路，进而诱导ARE介导的下游抗氧化蛋白HO-1的表达，从而启动细胞的抗氧化保护作用，减缓后期高剂量HBCDs诱导的细胞毒性效应。我们的研究为PBDEs的危害效应评价提供了更丰富的理论依据，对于PBDEs健康风险评价具有重要的意义。