苯对胚胎造血干细胞的毒性作用研究

苯是应用广泛的生产性毒物与环境污染物，本课题组既往研究发现苯暴露可以引起CYP4F3与DNA-PKcs的上调，并在体外细胞系得到证明。近年来流行病学研究提示，日益增多的儿童白血病可能和母体苯接触或者胚胎期苯暴露有关，但尚缺乏实验依据，基于我们对上述基因的初步探讨和研究进展，本研究拟借助基础科学胚胎造血器官干细胞培养的新方法，对照骨髓造血干细胞培养体系，观察苯及代谢物染毒后，Ery-CFC, M-CFC, BFU-E和 Mix-CFC等集落形成的差异，并检测关键基因如DNA-PKcs、代谢酶CYP4F3和NQO1等基因的诱导表达情况，系统观察胚胎造血干细胞对苯及代谢产物的毒性反应是否较骨髓造血干细胞更敏感及可能的机理，为探讨胚胎苯接触与儿童白血病关联提供实验依据。为职业女性孕期的苯接触的保护干预、预防儿童白血病提供科学依据。并建立一种评价胚胎造血干细胞毒性因子的评价模型。

本研究探索苯代谢产物氢醌对小鼠骨髓与胚胎造血干细胞分化以及增殖的毒性效应；明确对小鼠胚胎造血干细胞有更明显毒性效应的毒物剂量范围；建立用于评估化学物质造血毒性与胚胎毒性新方法。实验运用淋巴分离液和免疫磁珠分选昆明小鼠骨髓造血干细胞；剥离孕10天昆明小鼠卵黄囊后消化过滤后得小鼠胚胎造血干细胞，分别种板于不同浓度的氢醌的甲基纤维素半固体培养基和含不同浓度氢醌的无血清造血干细胞增殖液体培养基中完成细胞集落实验，造血干细胞增殖试验，酶免疫组织化学等。记录各组集落CFU-GM和CFU-E/BFU-E形成数量，形态，形成比率，造血干细胞数量及其增值毒性效应。同种细胞不同浓度组间纵向比较：小鼠骨髓造血干细胞(BM-HSCs)和胚胎卵黄囊造血干细胞(YS-HSCs)的集落形成率均随着氢醌浓度的递增而显著减低，表明苯代谢物对骨髓和胚胎造血干细胞的分化增殖方面有明显毒性效应。但值得注意的是同等浓度的HQ 对YS-HSCs分化增殖能力对有较之BM-HSCs更明显的影响程度。HQ的细胞毒性作用和致凋亡作用均随着浓度的增高，对两类造血干细胞分化能力的毒性影响越大，而在实验浓度区间内，胚胎造血干细胞比成熟骨髓造血干细胞对毒物反应更敏感。HQ能引起骨髓造血干细胞DNA损伤，而不能引起胚胎造血干细胞的DNA损伤。HQ能引起胚胎造血干细胞的细胞周期阻滞，抑制细胞增殖。我们还发现在两种造血干细胞中，HQ对CYP4F3、DNA-PKcs和NQO1等重要酶和基因的差异性诱导表达。本研究建立了可评价其他物质的血液毒性和胚胎毒性的新方法，为探讨胚胎苯接触与儿童白血病关联提供实验依据，为职业女性孕期的苯接触的保护干预，预防儿童白血病，降低儿童白血病发病率提供了科学依据。